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Responsable: Dr. Luis E. Noreña Franco. Director
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Fís. Luisa Gabriela del Valle Jefa del Departamento de Ciencias Básica M. en C. Roberto Alcántara Ramírez Jefe del Departamento de Electrónica Dra. Margarita M. González Brambila Jefa del Departamento de Energía Dra. Miriam Aguilar Sánchez Jefa del Departamento de Materiales Dr. Jesús I. González Trejo Jefe del Departamento de Sistemas Dr. Anatolio Martínez Jiménez Coordinador de Laboratorios de Ciencias Básicas Dr. Armando Gómez Vieyra Coordinador del Grupo Temático de los Laboratorios de Física Moderna Dr. Carlos Avilés Cruz Coordinador de Laboratorios del Departamento de Electrónica M. en C. Humberto González Bravo Coordinador de Laboratorios del Departamento de Energía Dr. Eduardo Arellano Méndez Coordinador de Laboratorios de Materiales Ing. Jesús Loyo Quijada Coordinador de Laboratorios de Sistemas
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Contenido 1.
Presentación ................................................................................................................... 5
2.
Diagnósticos, Objetivos y Metas. ................................................................................... 7 D1.1-1. Eficiencia terminal en licenciatura por cohorte generacional a 12 trimestres ..... 8 D1.1-2. Eficiencia terminal en licenciatura por plazo máximo reglamentado (10 años) . 16 D1.1-3. Egresados en relación a nuevo ingreso a licenciatura (%) .................................. 22 D1.1-4. Eficiencia terminal a 14 trimestres en Licenciatura por Cohorte Generacional 25 D1.2-5. Tiempo promedio excedente para concluir estudios de Licenciatura ................ 26 D1.5-12 Empleo de los egresados de Licenciatura (%) ................................................... 32 D1.6-14.1 Planes de Estudio Evaluables de Licenciatura (%) ........................................... 39 D1.6-14.2 Matrícula en planes de calidad de Licenciatura .............................................. 40 D1.8-16 Actualización de planes y programas de Licenciatura ........................................ 40 D1.11-20 Matrícula Total en Licenciatura ........................................................................ 40 D1.13-22 Alumnos de Licenciatura con nivel intermedio en el idioma inglés ................ 41 D1.14-23 Alumnos de Licenciatura en movilidad............................................................. 42
3.
Actividades a Implementar ........................................................................................... 43 CBIA-a1. Estudio de la duración de las licenciaturas....................................................... 43 CBIA-a2. Revisión de los Programas de Estudios tomando en cuenta los índices de reprobación y proponer mejoras para cada materia. ...................................................... 44 CBIA-a3. Reclutamiento de buenos estudiantes ............................................................ 45 CBIA-a4. Crear nuevas licenciaturas................................................................................. 47 CBIA-a5. Revisar el programa de Becas........................................................................... 48 CBIA-a6. Programa integral de tutorías .......................................................................... 48 CBIA-a7. Visitas industriales, culturales y asistencia a congresos ................................... 49 CBIA-a8. Implementar una programación de UEA apropiada ......................................... 51 CBIA-a9. Analizar la pertinencia del programa de movilidad en alumnos de licenciatura .......................................................................................................................................... 52 CBIA-a10. Mejorar el nivel de inglés en los alumnos ....................................................... 52 CBIA-a11. Creación y Modernización de Laboratorios .................................................... 54
4.
Matriz de Impacto de las Actividades .......................................................................... 56
5.
Referencias ................................................................................................................... 58 3
6.
Anexo A. Laboratorio de Grandes Modelos ................................................................. 59
7.
Anexo B. Laboratorio de Hidráulica ............................................................................. 84
8.
Anexo C. Laboratorio de Conversión de Energía .......................................................... 94
9.
Anexo D. Laboratorio de Comunicaciones Avanzadas ............................................... 109
10.
Anexo E. Laboratorio de Higiene y Seguridad ......................................................... 133
11.
Anexo F. Laboratorio de Manufactura Avanzada .................................................... 147
12. Anexo G. Laboratorio de Fabricación de Prototipos de Circuitos Electrónicos Impresos ............................................................................................................................. 166 13.
Anexo H. Laboratorio de fabricación de prototipos 3D .......................................... 173
14.
Anexo I. Laboratorio de luz y materia ..................................................................... 181
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1. Presentación La División de Ciencias Básicas e Ingeniería de la Unidad Azcapotzalco se interesa en participar a la invitación que realizó el Rector General Dr. Salvador Vega y León por medio del “Programa Divisional para el Mejoramiento Académico y Crecimiento de las Licenciaturas”. En nuestra División se imparten 10 licenciaturas en diversas ramas de la ingeniería cuyo principal objetivo es formar profesionales y ciudadanos comprometidos con la sociedad, bien preparados académicamente, con liderazgo, principios éticos y con la capacidad de innovar tanto en el contexto social, como profesional. La División propone, por medio del presente documento, una estrategia integral para impactar de manera positiva a los indicadores estratégicos definidos en el Plan de Desarrollo Institucional 20112024 (PDI), en el Plan de Desarrollo Institucional de la Unidad Azcapotzalco de la Universidad Autónoma Metropolitana 2014-2024 (PDI-A), en los indicadores, criterios y estándares del Consejo de Acreditación de la Enseñanza de la Ingeniería (CACEI) y sigue las recomendaciones de la Comisión encargada de revisar los indicadores del Plan de Desarrollo Institucional 2011-2014 (La Comisión), en su Informe titulado Reflexiones para Construir un Futuro Deseado, específicamente la parte correspondiente a docencia en licenciatura. En la segunda parte de este documento se hace una breve descripción de las metas y objetivos generales que persigue la Universidad y luego se realiza un diagnóstico de la situación que prevalece en la División de Ciencias Básicas e Ingeniería de la Unidad Azcapotzalco (CBI-A) de cada uno de los indicadores sobre docencia en licenciatura que se plantean en el Informe de La Comisión, proponiendo a su vez, las metas y objetivos de la DCBI-A y presentando en los casos que se considera necesario valores de los indicadores que deben observarse hasta el año 2024 para alcanzar los objetivos planteados. En la tercera sección, se presentan once actividades que implementará la DCBI-A para alcanzar los objetivos que se plantean en la segunda parte de este documento, se incluyen los costos que tendrán y los responsables de que se lleven a cabo estas acciones, en caso de resultar beneficiadas económicamente. Sin embargo, se entiende que el compromiso es una obligación que debe involucrar a toda la comunidad de la División y por ello se hará de su conocimiento a la brevedad.
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En la cuarta parte del documento se presenta un matriz con el impacto que tendrá cada una de las actividades propuestas en los indicadores mencionados y por último se incluyen los proyectos de remodelación y/o creación de nueve laboratorios de docencia, en los que se hace una breve descripción de los mismos, incluyendo las UEA sobre las que tendrá impacto y el costo de cada uno.
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2. Diagnósticos, Objetivos y Metas.
La División de Ciencias Básicas e Ingeniería de la Unidad Azcapotzalco de la UAM (DCBI-A) está totalmente comprometida con los objetivos de docencia planteados en el PDI, y en el PDI-A, su compromiso es tal, que ayudará a que la Universidad alcance los retos planteados en los mismos, por medio del logro de cada uno de los objetivos planteados en estos documentos, al interior de la División. En los retos de docencia planteados en el PDI, específicamente al segundo, respecto a que se desea ser la primera opción para realizar estudios profesiones en el país, la DCBI-A se compromete a ser la primera opción para realizar estudios de Ingeniería en el país; deseamos que los jóvenes reconozcan a la DCBI-A como la mejor institución para realizar estudios de Ingeniería. Actualmente en la Unidad Azcapotzalco se imparten diez licenciaturas en Ingeniería, todas ellas acreditadas por el Consejo de Acreditación de Enseñanza de la Ingeniería, A. C. (CACEI); este organismo ha sido aceptado como miembro provisional del Washington Accord, la entidad internacional más importante que reúne a organismos acreditadores de diferentes países en el campo de la ingeniería. La acreditación de las licenciaturas por parte del CACEI y la pertenencia de éste último al Washington Accord, implica que las licenciaturas en ingeniería que se imparten en la DCBI-A están reconocidas en diecisiete países: Australia, Canadá, Corea, Estados Unidos, Hong Kong, India, Irlanda, Japón Malasia, Nueva Zelandia, Reino Unido, Rusia, Singapur, Sri Lanka, Sudáfrica, Taiwán y Turquía. De acuerdo con el PDI y el PDI-A en el año 2024, cuando la UAM cumpla 50 años, se desea alcanzar el objetivo estratégico de “formar profesionales y ciudadanos de buena calidad, con liderazgo, compromiso, principios éticos y capacidad de cambio en el contexto social y profesional”. Para alcanzar esta meta se plantea que es necesario lograr varios objetivos expresados claramente en indicadores específicos, tales como alcanzar una eficiencia terminal por cohorte generacional del 50% en un lapso igual al período normal indicado en los Planes de Estudio y una eficiencia terminal en el plazo máximo de estudios del 70%, lograr que el tiempo promedio excedente para concluir estudios de licenciatura no exceda de 1.5 trimestres y lograr una inserción en el mercado laboral del 90% en tres años, entre otros.
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A continuación se presenta un análisis de la situación actual de la DCBI-A en cuanto a los indicadores considerados para alcanzar los objetivos relativos a la docencia en licenciatura planteados en el Plan de Desarrollo Institucional 2011-2024 de la UAM, en el estudio llamado Reflexiones para Construir un Futuro Deseado (informe de la Comisión Encargada de Revisar los Indicadores del PDI), en el Plan de Desarrollo de la Unidad Azcapotzalco 2014-2024 y los parámetros de certificación del Consejo de Acreditación de la Enseñanza de la Ingeniería, A. C.
D1.1-1. Eficiencia terminal en licenciatura por cohorte generacional a 12 trimestres Este indicador del PDI corresponde al indicador D.2.5.1 del PDI-A, que mide el porcentaje de alumnos de licenciaturas que terminó con éxito sus estudios por cohorte generacional en el número de trimestres que indica el Plan de Estudios, como duración normal. De acuerdo con el documento Reflexiones para construir un futuro deseado y el PDI, el 50 % de los alumnos de licenciatura deben concluir sus estudios en 12 trimestres, para el año 2024. Sin embargo la proyección de la tendencia de la situación docente no se encuentra alineada a mediano y largo plazo con las metas que desea alcanzar la UAM en el 2024. Dentro de la dinámica actual no existen las condiciones que permitan cumplir con el objetivo de incrementar la eficiencia terminal de licenciatura en 12 trimestres a un valor de 50 % por cohorte generacional. De entre todas las Divisiones de la UAM, la DCBI-A presenta la eficiencia terminal a 12 trimestres más baja, siendo ésta de entre 0.1% y 1.3 %, en contraste con el promedio general de licenciaturas en la UAM de 15.3%; aunque debe considerarse que la DCBI-Iztapalapa presenta eficiencias en este indicador muy similares. De acuerdo con el estudio mencionado las posibles causas de ello pueden ser:
El modelo docente
El nivel socioeconómico de los alumnos
La creencia de que es mejor profesor el que más reprueba
La multiplicidad de las seriaciones de UEA en los Planes de Estudio
El tipo de profesor temporal o de tiempo completo, asignado en los troncos general y básico.
Profesores más calificados con poca incidencia sobre los programas de licenciatura.
Sistema de programación de cursos
El abandono de los alumnos durante los primeros trimestres como consecuencia de su falta de adaptación.
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De acuerdo con este mismo estudio la eficiencia terminal por cohorte generacional en cada una de las licenciaturas, en las generaciones 2007-O a 2011-P y 2010-O a 2014-P, fue la mostrada en la tabla 2.1. Sin embargo la DCBI- A ha tomado varias medidas para mejorar dicha eficiencia entre las que destacan las siguientes: a) Se actualizaron todos los Planes y Programas de Estudio de las diez licenciaturas, los cuales entraron en vigor en el trimestre 16-I, b) A partir del trimestre 15-I los alumnos únicamente pueden dar de baja una sola UEA en la quinta semana, c) La Rectoría de Unidad está otorgando becas especiales para los alumnos, d) El CELEX está contratando profesores por honorarios, con recursos de la DCBI-A y de la Rectoría de Unidad, para la impartición de cursos sabatinos e intertrimestrales de inglés, esto desde el trimestre 10-P; además la DCBI-A contrata cursos en línea y B-Learning de inglés para sus alumnos, e) Tutorías especiales en SAI para alumnos que han reprobado dos veces una UEA, f) Los coordinadores de estudios han exhortado a los alumnos que tienen la posibilidad de concluir sus carreras a que se pongan en contacto con ellos para lograrlo, g) A partir del trimestre 13-O, se ampliaron las modalidades para acreditar los proyectos terminales. Algunas de estas acciones han mejorado marginalmente los resultados de eficiencia terminal y algunas otras requieren de un mayor lapso de tiempo para observar y evaluar sus resultados. Tabla 2.1. Eficiencia terminal a doce trimestres por cohorte generacional, por licenciatura impartida en la DCBI-A Licenciatura Ingeniería
% Eficiencia Terminal
1
Ambiental
Generación 2007O - 2011P 0.00
2 3 4 5 6 7 8 9 10
Civil Computación Eléctrica Electrónica Física Industrial Mecánica Metalúrgica Química TOTAL CBI
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.90 0.10
9
Generación 2010O - 2014P 0.90 2.90 0.00 0.00 1.60 1.70 2.10 0.00 0.00 2.30 1.30
De seguir esta tendencia en el 2024 la DCBI-A alcanzará una eficiencia terminal en 12 trimestres del 5 %, muy lejana del 50 % planteado en el PDI y requerirá más de 24 años para alcanzar esta meta. Por otra parte para alcanzar este meta la DCBI-A requiere tener un cambio en la tasa de crecimiento promedio anual de eficiencia terminal en 12 trimestres del 48.4 %, por lo que se requiere implementar cambios importantes en la División. Sin embargo, este crecimiento es muy dispar en las diferentes ingenierías. La tasa para cumplir la meta de Ingeniería Mecánica es de 84.7 % y para Ingeniería Eléctrica es de 79.3%. Por tanto se requiere un cambio integral y consistente en los próximos años y para ello es necesario aumentar el conocimiento de la comunidad sobre la situación que prevalece en la eficiencia terminal, lo cual representa el nivel de uso de los recursos y el cumplimiento de la misión de la UAM. La Comisión recomienda que el parámetro de eficiencia terminal por cohorte generacional a duración normal de acuerdo con los Planes de Estudio, se aumente paulatinamente hasta alcanzar un valor de 21.3 % en 2024. Para poder lograr esta meta la DCBI-A propone implementar diversas actividades que se señalan en la sección 3 del presente documento, la cuales permitirían alcanzar una eficiencia terminal al menos del 21.3 % por cohorte generacional en la duración normal de los Planes de Estudio. En las Figuras 2.1 a 2.10 se muestran las tendencias de crecimiento de este indicador que se alcanzarán durante los próximos años, hasta el año 2024, para alcanzar el 21.3 % de eficiencia terminal por cohorte generacional al tiempo normal de duración del Plan de Estudios de cada licenciatura. Estas tendencias se calcularon utilizando un ajuste exponencial, que es el mismo empleado por La Comisión.
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Ingeniería Ambiental
Año %
2014 2015 0.9 1.2
2016 1.7
2017 2.3
2018 3.2
2019 4.4
2020 6
2021 8.2
2022 11.3
2023 15.5
2024 21.3
Figura 2.1. Incremento de la eficiencia terminal a doce trimestres por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-1, para la Licenciatura en Ingeniería Ambiental.
Ingeniería Civil
Año %
2014 2015 2.9 3.5
2016 4.3
2017 5.3
2018 6.4
2019 7.8
2020 9.6
2021 11.7
2022 14.3
2023 17.4
2024 21.3
Figura 2.2. Incremento de la eficiencia terminal a doce trimestres por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-1, para la Licenciatura en Ingeniería Civil.
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Ingeniería en Computación
Año %
2014 2015 0.6 0.9
2016 1.3
2017 1.8
2018 2.6
2019 3.7
2020 5.3
2021 7.5
2022 10.6
2023 15
2024 21.3
Figura 2.3. Incremento de la eficiencia terminal a doce trimestres por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-1, para la Licenciatura en Ingeniería en Computación.
Ingeniería Eléctrica
Año %
2014 2015 0.6 0.9
2016 1.3
2017 1.8
2018 2.6
2019 3.7
2020 5.3
2021 7.5
2022 10.6
2023 15
2024 21.3
Figura 2.4. Incremento de la eficiencia terminal a doce trimestres por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-1, para la Licenciatura en Ingeniería Eléctrica.
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Ingeniería Electrónica
Año %
2014 2015 1.6 2.1
2016 2.7
2017 3.5
2018 4.5
2019 5.8
2020 7.6
2021 9.8
2022 9.8
2023 12.7
2024 21.3
Figura 2.5. Incremento de la eficiencia terminal a doce trimestres por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-1, para la Licenciatura en Ingeniería Electrónica.
Ingeniería Física
Año %
2014 2015 1.7 2.2
2016 2.8
2017 3.6
2018 4.7
2019 6.0
2020 7.7
2021 10
2022 12.8
2023 16.5
2024 21.3
Figura 2.6. Incremento de la eficiencia terminal a doce trimestres por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-1, para la Licenciatura en Ingeniería Física.
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Ingeniería Industrial Ingeniería Industrial
Año %
2014 2015 2.1 2.6
2016 3.3
2017 4.2
2018 5.3
2019 6.7
2020 8.4
2021 10.6
2022 13.4
2023 16.9
2024 21.3
Figura 2.7. Incremento de la eficiencia terminal a doce trimestres por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-1, para la Licenciatura en Ingeniería Industrial.
Ingeniería Mecánica
Año %
2014 2015 0.6 9.2
2016 1.3
2017 1.8
2018 2.6
2019 3.7
2020 5.3
2021 7.5
2022 10.6
2023 15
2024 21.3
Figura 2.8. Incremento de la eficiencia terminal a doce trimestres por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-1, para la Licenciatura en Ingeniería Mecánica.
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Ingeniería Metalúrgica
Año %
2014 2015 0.6 9.2
2016 1.3
2017 1.8
2018 2.6
2019 3.7
2020 5.3
2021 7.5
2022 10.6
2023 15
2024 21.3
Figura 2.9. Incremento de la eficiencia terminal a doce trimestres por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-1, para la Licenciatura en Ingeniería Metalúrgica.
Ingeniería Química
Año %
2014 2015 2.3 2.9
2016 3.6
2017 4.5
2018 5.6
2019 7
2020 8.8
2021 11
2022 13.7
2023 17
2024 21.3
Figura 2.10. Incremento de la eficiencia terminal a doce trimestres por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-1, para la Licenciatura en Ingeniería Química.
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D1.1-2. Eficiencia terminal en licenciatura por plazo máximo reglamentado (10 años) En la UAM se tiene en promedio una eficiencia terminal a 10 años del 42.7 % y de acuerdo con el PDI (indicador D1.1-2) se tiene como meta lograr que para el año 2024 se eleve a 70 % en promedio. La Unidad Azcapotzalco presenta un valor de 30.9 % para este parámetro y a su vez la DCBI-A tuvo la eficiencia más baja de toda la Universidad, 18.6 %, seguida por la DCBI-I, 19.3%. En la tabla 2.2 se muestra la eficiencia terminal a diez años de cada una de las ingenierías impartidas en la DCBIA, en ella se observa que del total de alumnos que ingresan, únicamente el 26.5 % egresan de ingeniería industrial, que es la licenciatura que presenta mejor eficiencia terminal en 10 años en la DCBI-A, y que de ingeniería eléctrica sólo egresa el 9.9 %, que es el caso más problemático, considerando la generación que ingresó en 2004.
Tabla 2.2. Eficiencia terminal a diez años por cohorte generacional
Licenciatura
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Eficiencia Terminal (%)
Ingeniería
2011 (%)
2014 (%)
puntos %
Ambiental Civil Computación Eléctrica Electrónica Física Industrial Mecánica Metalúrgica Química
20.5 14.2 10.6 8.7 14.3 21.1 22 13.9 12.8 19.8
22.3 15.2 17.7 9.9 15.1 21.2 26.5 14.6 16.5 23.0
1.8 1 7.1 1.2 0.8 0.2 4.5 0.6 3.7 1.8
Aunque La Comisión recomienda que este parámetro se aumente paulatinamente hasta alcanzar un valor de 48.7 % en 2024, la DCBI-A tiene como objetivo, además, continuar acreditando todas sus
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licenciaturas en el CACEI, por lo que requiere que la deserción, que es el parámetro similar a la eficiencia terminal en el plazo máximo reglamentario utilizado por CACEI, sea menor al 20%, que es el promedio nacional, mas-menos 20 %. Por tanto se considera indispensable lograr que los alumnos permanezcan en la Universidad hasta concluir sus estudios, alcanzando un índice de titulación a diez años de al menos 50%: A continuación se muestran los crecimientos en el indicador de eficiencia terminal a 10 años necesarios por licenciatura, para alcanzar el objetivo planteado. Estos valores representan el compromiso Divisional de cada una de las licenciaturas.
Ingeniería Ambiental
Año %
2014 2015 22.3 24.1
2016 26.1
2017 28.2
2018 30.5
2019 32.9
2020 35.6
2021 38.5
2022 41.6
2023 45
2024 48.7
Figura 2.11. Incremento de la eficiencia terminal a diez años por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-2, para la Licenciatura en Ingeniería Ambiental.
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Ingeniería Civil
Año 2014 2015 % 15.2 17.1
2016 19.2
2017 21.5
2018 24.2
2019 27.2
2020 30.6
2021 34.3
2022 38.6
2023 43.3
2024 48.7
Figura 2.12. Incremento de la eficiencia terminal a diez años por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-2, para la Licenciatura en Ingeniería Civil.
Ingeniería en Computación
Año 2014 2015 2016 2017 2018 % 17.7 19.6 21.7 24 26.5
2019 29.4
2020 32.5
2021 35.9
2022 39.8
2023 44
2024 48.7
Figura 2.13. Incremento de la eficiencia terminal a diez años por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-2, para la Licenciatura en Ingeniería en Computación.
18
Ingeniería Eléctrica
Año %
2014 2015 9.9 11.6
2016 13.6
2017 15.9
2018 18.7
2019 21.9
2020 25.7
2021 30.2
2022 35.4
2023 41.5
2024 48.7
Figura 2.14. Incremento de la eficiencia terminal a diez años por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-2, para la Licenciatura en Ingeniería Eléctrica.
Ingeniería Electrónica
Año %
2014 2015 15.1 16.9
2016 19.1
2017 21.4
2018 24.1
2019 27.1
2020 30.5
2021 34.3
2022 38.5
2023 43.3
2024 48.7
Figura 2.15. Incremento de la eficiencia terminal a diez años por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-2, para la Licenciatura en Ingeniería Electrónica.
19
Ingeniería Física
Año %
2014 2015 15.1 16.9
2016 19.1
2017 21.4
2018 24.1
2019 27.1
2020 30.5
2021 34.3
2022 38.5
2023 43.3
2024 48.7
Figura 2.16. Incremento de la eficiencia terminal a diez años por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-2, para la Licenciatura en Ingeniería Física.
Ingeniería Industrial
Año %
2014 2015 26.5 28.2
2016 30
2017 31.8
2018 33.8
2019 35.9
2020 38.2
2021 40.6
2022 43.1
2023 45.8
2024 48.7
Figura 2.17. Incremento de la eficiencia terminal a diez años por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-2, para la Licenciatura en Ingeniería Industrial.
20
Ingeniería Mecánica
Año %
2014 2015 14.8 16.5
2016 18.6
2017 21
2018 23.6
2019 26.7
2020 30.1
2021 33.9
2022 38.3
2023 43.2
2024 48.7
Figura 2.18. Incremento de la eficiencia terminal a diez años por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-2, para la Licenciatura en Ingeniería Mecánica.
Ingeniería Metalúrgica
Año %
2014 2015 16.5 18.4
2016 20.5
2017 22.8
2018 25.4
2019 28.3
2020 31.6
2021 35.2
2022 39.2
2023 43.7
2024 48.7
Figura 2.19. Incremento de la eficiencia terminal a diez años por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-2, para la Licenciatura en Ingeniería Metalúrgica.
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Ingeniería Química
Año 2014 2015 % 23 24.8
2016 26.7
2017 28.8
2018 31
2019 33.5
2020 36.1
2021 38.9
2022 41.9
2023 45.2
2024 48.7
Figura 2.20. Incremento de la eficiencia terminal a diez años por cohorte generacional necesaria para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-2, para la Licenciatura en Ingeniería Química.
D1.1-3. Egresados en relación a nuevo ingreso a licenciatura (%) La Comisión recomienda que este parámetro llegue a 52.8 % en 2017 y a 57.8 % en 2024 y este indicador alcanzó valores promedio en la UAM en 2014 de 51.5%. Analizando la Figura 2.21, en donde se muestra el porcentaje histórico del egreso .vs. ingreso en las diez licenciaturas que se imparten en la DCBI-A, se observa que, para tres licenciaturas este parámetro es superior al valor planteado en la meta del PDI. Las licenciaturas que no cumplen con este parámetro son: Ingeniería ambiental, ingeniería civil, ingeniería eléctrica, ingeniería electrónica, ingeniería física, ingeniería mecánica e ingeniería metalúrgica; sin embargo se espera que implementando las actividades descritas en la sección 3 de este documento se alcanzará también este objetivo.
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Figura 2.21. Histórico del porcentaje de egresados con relación a nuevo ingreso de las diez licenciaturas y el promedio de la DCBI-A.
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En la Figura 2.22 se muestra la evolución que debe seguir este parámetro para las licenciaturas que no cumplen con el porcentaje de egreso:ingreso de 57.8.
Figura 2.22. Incremento en el porcentaje de egresados con relación a nuevo ingreso de las diez licenciaturas y el promedio de la DCBI-A.
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D1.1-4. Eficiencia terminal a 14 trimestres en Licenciatura por Cohorte Generacional La Comisión recomienda que este parámetro alcance un valor de 37.2 %. En la Tabla 2.3 se muestra la eficiencia terminal a 14 trimestres para cada una de las licenciaturas de la DCBI-A y como se observa en ella los porcentajes son muy distantes del objetivo planteado por la Comisión. Sin embargo, se considera que las actividades implementadas por la DCBI-A permitirán alcanzar este valor para este indicador.
Tabla 2.3. Eficiencia terminal promedio a 14 trimestres para las licenciaturas de la DCBI-A de las generaciones de ingreso 09-O y 10-P. Ingeniería
Eficiencia terminal a 14 trimestres (%)
Ambiental
5.15
Civil
0
Computación
1.75
Eléctrica
1.33
Electrónica
0.46
Física
0
Industrial
4.4
Mecánica
1.7
Metalúrgica
0
Química
3.66
Promedio
1.85
Partiendo del promedio 1.85% y tomando en cuenta como meta final el porcentaje que propone La Comisión de 37.2% para el año 2014, deberíamos de evolucionar a una razón mostrada en la Figura 2.23.
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Año %
2014 2015 1.85 2.49
2016 3.37
2017 4.55
2018 6.14
2019 8.29
2020 11.19
2021 15.11
2022 20.41
2023 27.55
2024 37.2
Figura 2.23. Incremento de la eficiencia terminal a 14 trimestres promedio de la DCBI-A.
D1.2-5. Tiempo promedio excedente para concluir estudios de Licenciatura En la UAM el tiempo promedio excedente para concluir estudios de licenciatura es de casi cuatro trimestres y las Unidades donde este tiempo es más alto son Iztapalapa y Azcapotzalco, donde el tiempo promedio de conclusión de estudios es de seis años. Los casos más extremos a este respecto se encuentran en la DCBI-A, donde los alumnos de ingeniería eléctrica requieren doce trimestres adicionales para concluir sus estudios, el doble del tiempo normal, seguidos de los estudiantes de ingeniería mecánica, ingeniería metalúrgica e ingeniería electrónica que requieren de 10 trimestres adicionales. Estos parámetros y sus causas son las mismas que generan una baja eficiencia terminal a 12 trimestres y una baja eficiencia terminal en diez años, por lo que las acciones implementadas para mejorar ambas afectarán positivamente también este parámetro. A este respecto el PDI-A menciona en su indicador D.2.7.1. que se desea alcanzar la meta de que el tiempo promedio de conclusión de estudios sea de 13.5 trimestres para todas las Divisiones de la Unidad.
26
Por otra parte La Comisión señala en su informe que se trataron de encontrar explicaciones a estos resultados, entre ellas, encontraron que nuestros alumnos trabajan y por tanto no son de tiempo completo; por esta misma razón los alumnos no inscriben trimestralmente el número de créditos requerido para concluir sus estudios en doce trimestres. Para averiguar específicamente lo que ocurre con los alumnos de CBI-A se realizará un estudio de las causas que originan esta problemática durante la inscripción de los alumnos y se implementará una programación anual apropiada, actividad CBIA-a8, descrita en la tercera sección de este documento. A continuación se presentan los cambios que se requieren alcanzar en cada una de las licenciaturas para cumplir el compromiso de que se logre un tiempo excedente de conclusión de estudios promedio de 2 trimestres.
Ingeniería Ambiental
Año %
2014 2015 6.9 6.1
2016 5.4
2017 4.7
2018 4.2
2019 3.7
2020 3.3
2021 2.9
2022 2.6
2023 2.2
2024 2
Figura 2.24. Evolución del tiempo promedio excedente para concluir estudios necesario para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-5, para la Licenciatura en Ingeniería Ambiental.
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Ingeniería Civil
Año %
2014 2015 7.2 6.4
2016 6
2017 4.9
2018 4.3
2019 3.8
2020 3.3
2021 2.9
2022 2.6
2023 2.3
2024 2
Figura 2.25. Evolución del tiempo promedio excedente para concluir estudios necesario para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-5, para la Licenciatura en Ingeniería Civil.
Ingeniería en Computación
Año %
2014 2015 9.5 8.1
2016 6.9
2017 5.9
2018 5.1
2019 4.4
2020 3.7
2021 3.2
2022 2.7
2023 2.3
2024 2
Figura 2.26. Evolución del tiempo promedio excedente para concluir estudios necesario para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-5, para la Licenciatura en Ingeniería en Computación.
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Ingeniería Eléctrica
Año %
2014 2015 11.9 10
2016 8.3
2017 6.9
2018 5.8
2019 4.9
2020 4.1
2021 3.4
2022 2.8
2023 2.4
2024 2
Figura 2.27. Evolución del tiempo promedio excedente para concluir estudios necesario para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-5, para la Licenciatura en Ingeniería Eléctrica.
Ingeniería Electrónica
Año %
2014 2015 10.3 8.7
2016 7.4
2017 6.3
2018 5.3
2019 4.5
2020 3.8
2021 3.3
2022 2.8
2023 2.3
2024 2
Figura 2.28. Evolución del tiempo promedio excedente para concluir estudios necesario para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-5, para la Licenciatura en Ingeniería Electrónica.
29
Ingeniería Física
Año %
2014 2015 9.9 7.8
2016 6.7
2017 5.8
2018 4.9
2019 4.3
2020 3.7
2021 3.1
2022 2.7
2023 2.3
2024 2
Figura 2.29.Evolución del tiempo promedio excedente para concluir estudios necesario para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-5, para la Licenciatura en Ingeniería Física.
Ingeniería Industrial
Año %
2014 2015 8.5 7.4
2016 6.4
2017 5.5
2018 4.8
2019 4.1
2020 3.6
2021 3.1
2022 2.7
2023 2.3
2024 2
Figura 2.30. Evolución del tiempo promedio excedente para concluir estudios necesario para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-5, para la Licenciatura en Ingeniería Industrial.
30
Ingeniería Mecánica
Año %
2014 2015 9.7 8.3
2016 7.1
2017 6.1
2018 5.2
2019 4.4
2020 3.8
2021 3.2
2022 2.7
2023 2.3
2024 2
Figura 2.31. Evolución del tiempo promedio excedente para concluir estudios necesario para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-5, para la Licenciatura en Ingeniería Mecánica.
Ingeniería Metalúrgica
Año %
2014 2015 10.3 8.8
2016 7.4
2017 6.3
2018 5.4
2019 4.5
2020 3.9
2021 3.3
2022 2.8
2023 2.3
2024 2
Figura 2.32. Evolución del tiempo promedio excedente para concluir estudios necesario para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-5, para la Licenciatura en Ingeniería Metalúrgica.
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Ingeniería Química
Año %
2014 2015 8.7 7.5
2016 6.5
2017 5.6
2018 4.8
2019 4.2
2020 3.6
2021 3.1
2022 2.7
2023 2.3
2024 2
Figura 2.33. Evolución del tiempo promedio excedente para concluir estudios necesario para cumplir el compromiso divisional para el indicador D1.1-5, para la Licenciatura en Ingeniería Química..
D1.5-12 Empleo de los egresados de Licenciatura (%) De acuerdo con el objetivo estratégico D1.5 del PDI, se busca que en el año 2024 la inserción de los egresados en el mercado laboral al tercer año de egreso sea del 90%. Dentro de la UAM en promedio este parámetro tuvo en el 2014 un valor de 74 % en tres años y de 84 % en cinco años. Específicamente en la DCBI-A el 78.7 % de los egresados trabaja, pero únicamente el 58 % lo hace en un trabajo que tiene una plena coincidencia con la licenciatura que cursó. Es necesario considerar que la situación laboral depende de muchos factores que pueden ser externos. El empleo de los egresados de ingeniería depende de manera importante de los siguientes factores: los conocimientos, las habilidades y las actitudes que demuestran ante los empleadores. Los
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conocimientos básicos se enseñan durante los troncos común y profesional, y los conocimientos de avanzada durante los últimos trimestres del tronco profesional y en las UEA optativas. Entre las habilidades más valiosas de los egresados se encuentran las relacionadas con el desarrollo de las capacidades para combinar los conocimientos teóricos y prácticos: realizar diseños, mejorar sistemas, implementar y desarrollar nuevos procedimientos e innovar.
Estas habilidades se
adquieren y fortalecen en los laboratorios de docencia, cuando el alumno está cursando UEA prácticas y en los laboratorios de investigación en los cuales los alumnos realizan sus proyectos terminales, ver actividad CBIA-a11, en la sección 3. Otra alternativa para que los alumnos adquieran habilidades prácticas es su participación en estancias laborales en industrias, construcciones y despachos de ingeniería; este tema se analiza en la sección 3, dentro de la actividad CBIA-a7. Sin embargo, es necesario destacar que algunas de nuestras ingenierías además de tener índices de empleo altos, también muestran que el indicador de plena coincidencia de empleo con los estudios realizados es muy alto, como son los casos de Ingeniería Civil, Ingeniería en Computación e Ingeniería Electrónica. Así mismo es importante mencionar que en las ingenierías ambiental, civil, computación, eléctrica, electrónica, industrial, mecánica y metalúrgica el porcentaje de egresados que consigue trabajo se encuentra entre el 80 y 90 %. Si además se considera que algunos egresados optan por continuar sus estudios en algún posgrado, la pertinencia de las licenciaturas impartidas en la DCBI-A es alta. En este sentido la DCBI-A se compromete a modernizar sus laboratorios de docencia, mediante la realización de los proyectos mencionados en la sección 3, actividad CBIA-a11, que además permitirá llevar a cabo proyectos de vinculación, los cuales nos ayudarán a comprender mejor las tendencias del mercado laboral. Así mismo se implementarán mejoras específicas para la DCBI-A, a los estudios que realiza la Unidad sobre egresados, cuyos resultados deben ser revisados continuamente para realizar cambios en los Planes y Programas de Estudios. En las Figuras 2.34 a 2.43 se presenta la evolución de los indicadores de empleo y plena coincidencia con los estudios de los egresados, para cada una de las ingenierías de CBI-A, que se deben alcanzar para lograr la meta planteada en el PDI.
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Figura 2.34. Evolución de la inserción laboral y la plena coincidencia del empleo con el campo de estudios necesarios para cumplir los compromisos divisionales para el indicador D1.5.12 para la Licenciatura en Ingeniería Ambiental.
Figura 2.35. Evolución de la inserción laboral y la plena coincidencia del empleo con el campo de estudios necesari0s para cumplir los compromisos divisionales para el indicador D1.5.12 para la Licenciatura en Ingeniería Civil.
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Figura 2.36. Evolución de la inserción laboral y la plena coincidencia del empleo con el campo de estudios necesari0s para cumplir los compromisos divisionales para el indicador D1.5.12 para la Licenciatura en Ingeniería en Computación.
Figura 2.37. Evolución de la inserción laboral y la plena coincidencia del empleo con el campo de estudios necesari0s para cumplir los compromisos divisionales para el indicador D1.5.12 para la Licenciatura en Ingeniería Eléctrica.
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Figura 2.38. Evolución de la inserción laboral y la plena coincidencia del empleo con el campo de estudios necesari0s para cumplir los compromisos divisionales para el indicador D1.5.12 para la Licenciatura en Ingeniería Electrónica.
Figura 2.39. Evolución de la inserción laboral y la plena coincidencia del empleo con el campo de estudios necesari0s para cumplir los compromisos divisionales para el indicador D1.5.12 para la Licenciatura en Ingeniería Física.
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Figura 2.40. Evolución de la inserción laboral y la plena coincidencia del empleo con el campo de estudios necesari0s para cumplir los compromisos divisionales para el indicador D1.5.12 para la Licenciatura en Ingeniería Industrial.
Figura 2.41. Evolución de la inserción laboral y la plena coincidencia del empleo con el campo de estudios necesari0s para cumplir los compromisos divisionales para el indicador D1.5.12 para la Licenciatura en Ingeniería Mecánica
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Figura 2.42. Evolución de la inserción laboral y la plena coincidencia del empleo con el campo de estudios necesari0s para cumplir los compromisos divisionales para el indicador D1.5.12 para la Licenciatura en Ingeniería Metalúrgica
Figura 2.43. Evolución de la inserción laboral y la plena coincidencia del empleo con el campo de estudios necesari0s para cumplir los compromisos divisionales para el indicador D1.5.12 para la Licenciatura en Ingeniería Química.
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D1.6-14.1 Planes de Estudio Evaluables de Licenciatura (%) De acuerdo con el PDI, objetivo estratégico D.1.6, se desea alcanzar que el 100 % de los Planes de Estudio de Licenciatura sean considerados como de calidad y que esta evaluación esté avalada tanto por las instancias internas, Consejos Divisionales, Consejos Académicos y Colegio Académico, como por instancias externas. En el caso de la DCBI-A se han hecho adecuaciones a los Planes y Programación de Estudio de manera continua, la última de estas adecuaciones entró en operación en el trimestre 15-O. Las licenciaturas que han registrado un mayor número de actualizaciones en toda la Universidad son Ingeniería Civil, Ingeniería Eléctrica e Ingeniería en Computación, todas de CBI-A. Además se ha logrado la certificación por parte de CACEI, por 20 años consecutivos, es decir, desde la creación de éste. Sin embargo, como bien lo señala el Informe de La Comisión, estas evaluaciones tanto internas como externas no han impactado sobre la baja eficiencia terminal en la DCBI-A; de hecho, el principal problema para alcanzar la certificación por parte del CACEI ha sido la baja eficiencia terminal. En la última evaluación del CACEI no fueron evaluadas positivamente algunas carreras en la primera revisión y hubo necesidad de solicitar una nueva evaluación en la que el resultado fue positivo pero los evaluadores advirtieron reiteradamente que era necesario mejorar la eficiencia terminal. De acuerdo con CACEI, aunque todo el sistema está en revisión, actualmente es necesario cumplir con los siguientes estándares: 1. Reprobación no mayor a 30 % 2. Deserción menor a 20% 3. Eficiencia terminal mayor a 75% 4. Resultados EGEL satisfactorio y sobresaliente mayor o igual a 60 % 5. Titulación mayor o igual a 60 % Estos valores corresponden a las medias nacionales y CACEI permite un desviación de ± 20 %. Para lograr la próxima certificación será necesario tomar medidas pertinentes para cumplir los parámetros mencionados
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En consecuencia, para continuar cumpliendo con este objetivo estratégico es necesario llevar a cabo diversas acciones que se describen en las actividades que se compromete a implementar la División, detalladas en la sección 3 de este documento.
D1.6-14.2 Matrícula en planes de calidad de Licenciatura Dentro de la DCBI-A todos los alumnos inscritos a las licenciaturas están en Planes de Estudio evaluados positivamente por CACEI. Este logro nos permite cumplir cabalmente con los indicadores D.2.1.1 del PDI-A y D.1.6 del PDI. Continuaremos haciendo grandes esfuerzos para que todos nuestros Planes de Estudio estén acreditados.
D1.8-16 Actualización de planes y programas de Licenciatura De acuerdo con el indicador estratégico D1.8 del PDI se debe lograr la meta de actualizar el 100 % de los Planes y Programas de Estudio de la UAM. A este respecto la DCBI-A ha trabajado continuamente en la modernización de sus Planes y Programas de Estudio sobre todo realizando modificaciones a los mismos. Sin embargo se compromete a llevar a cabo una nueva actualización para lograr ser congruente con las exigencias que requiere formar “formar ingenieros y ciudadanos de buena calidad, con liderazgo, compromiso, principios éticos y capacidad de cambio en el contexto social y profesional”. La DCBI-A está consciente de que no es posible alcanzar un aprendizaje cabal de todos los conocimientos y habilidades que requieren sus alumnos y cumplir con el porcentaje mínimo de eficiencia terminal en doce trimestres, esto no se ha logrado en los 40 años de existencia de esta División en ninguna de las licenciaturas que ofrecen. Formar ingenieros de calidad requiere más de cuatro años, por ello se compromete a implementar la actividad CBIA-A1 planteada más adelante, modificando la duración de sus licenciaturas, lo cual será estudiado al interior de la División.
D1.11-20 Matrícula Total en Licenciatura Uno de los objetivos estratégicos del PDI, el D.1.11, consiste en lograr que la matrícula de alumnos inscritos y reinscritos de licenciatura y posgrado /año sea de 66,500 en 2024 en la UAM, como una medida del impacto de nuestra Universidad en la sociedad. Cabe señalar que en 2014 la matrícula de toda la Universidad fue de 56,606 alumnos. Aunque se espera que las Unidades de reciente creación ayuden a alcanzar este objetivo en buena medida, también la Unidad Azcapotzalco puede aportar a fortalecer este indicador. De acuerdo con el informe de La Comisión la relación de alumnos
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/ profesor en la Unidad Azcapotzalco es de 19.4 y en particular en la DCBI-A es de 21.3, de las más altas dentro de la UAM. Sin embargo, las cifras de matrícula total reportadas para la División, por la DCBI-A y en el informe de La Comisión no coinciden. Por ejemplo, para el año 2014 en el Anexo del Informe de La Comisión se muestra que la matrícula de la DCBI-A fue de 8,732 alumnos, 2 % inscritos en Posgrado, lo que nos da una matrícula de licenciatura de 8557 alumnos; por otra parte en el Informe del Director de la División para el año 2014 se reporta que la matrícula de licenciatura fue de 6916 alumnos, una diferencia de 1641 alumnos. Se considera indispensable revisar estas diferencias. Cualquiera que sea esta cifra se debe conservar una relación alumno/profesor similar a la actual, pero se plantea cambiar la composición de la matrícula, disminuyendo el número de alumnos que permanecen muchos años y aumentando el número de alumnos que egresan en un menor tiempo. Mejorando este indicador también se incide positivamente en el indicador D.1.1.1 del PDI-A, que mide el incremento absoluto en el número de alumnos de primer ingreso. Este incremento en el número de alumnos de primer ingreso se puede dirigir de dos maneras: aumentando el número de alumnos de primer ingreso a las licenciaturas existentes, o canalizarlo a alguna nueva carrera. Se considera más conveniente la segunda opción porque desde hace mucho tiempo no se crea una nueva licenciatura en la División, mientras que otras universidades sí lo han hecho. Un ejemplo mencionado en muchas ocasiones es el de la carrera de mecatrónica que tiene una amplia demanda laboral y que incorpora avances tecnológicos atractivos para los alumnos.
D1.13-22 Alumnos de Licenciatura con nivel intermedio en el idioma inglés Como parte de los objetivos estratégicos del PDI, el indicador D.1.13 propone incorporar el aprendizaje del inglés y otras lenguas en la formación de los alumnos, logrando que para el año 2024, el 40 % de los alumnos con 75% de créditos aprobados en su Plan de Estudios, posean al menos el nivel intermedio B1 del Marco Común Europeo de Referencia para las Lenguas, recomendado por la SEP para egresados de licenciatura. Este indicador fue de 24.5 % en promedio en la UAM. La DCBI-A continuará haciendo los esfuerzos mencionados anteriormente y se analizará la conveniencia de incorporar UEA con créditos en los Planes de Estudio. Ver actividad CBIA-a10.
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D1.14-23 Alumnos de Licenciatura en movilidad La internacionalización dentro del PDI se circunscribe al tema de la movilidad de alumnos y al intercambio de profesores. A este respecto se estableció el objetivo de que para el año 2013 el 6% de los alumnos de licenciatura y posgrado elegibles (con 50 % o más de créditos aprobados de su Plan de Estudios) estuvieran en algún programa de movilidad, y que para el año 2024 esta cifra aumentara al 10%. Sin embargo en 2014 únicamente hubo, en programas de movilidad, un 2 % de alumnos elegibles. Por otra parte el PDI-A pone como meta alcanzar, en el indicador D.2.6.1., que en el 2024 haya 557 alumnos de licenciatura en programas de movilidad. A este respecto la DCBI-A se compromete a realizar una revisión exhaustiva de los resultados del programa de movilidad. Sin embargo, por resultados preliminares se considera, que tal vez el estudio arroje resultados sobre que la movilidad debe centrarse en los profesores y en los alumnos de posgrado.
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3. Actividades a Implementar
La Comisión recomienda que “para mejorar los parámetros de docencia mencionados se debe buscar cuál es la mejor opción, para poder centrarse en ella en el corto plazo y observar resultados importantes, sin dejar aquellas medidas de largo plazo que refuercen la reducción del tiempo excedente y aumenten la eficiencia terminal”. Un análisis de los indicadores mencionados anteriormente muestra que la baja eficiencia terminal y el tiempo excesivo para concluir los estudios representan el obstáculo más serio para cumplir no sólo los indicadores específicos de estos temas sino todos los demás. Los siguientes aspectos se identifican como causas probables de este obstáculo: a) Falta de motivación y vocación en los alumnos. b) Planes de estudio poco atractivos en los que los temas de ingeniería aparecen después de que han cursado la mitad de los estudios. c) Necesidad de los alumnos de trabajar para contribuir al gasto familiar. d) Insuficiencia de conocimientos previos por parte de los alumnos. e) Tiempos de traslado excesivos para llegar a la Unidad. f)
Falta de habilidades docentes de los profesores.
g) Excesiva flexibilidad de los Planes de Estudio vinculada a la falta de tutorías. h) Falta de reconocimiento a las actividades de docencia en la Universidad. Para contribuir a la solución de estos problemas la DCBI-A llevará a cabo las siguientes acciones:
CBIA-a1. Estudio de la duración de las licenciaturas La primera actividad que se llevará a cabo será un estudio de factibilidad encaminado a cambiar la duración de los planes de estudio de las 10 ingenierías de la DCBI-A, con el fin de cumplir con el objetivo de alcanzar una eficiencia terminal en el cohorte generacional del 50% en la duración normal indicada en los Planes de Estudio, para conservar la acreditación del CACEI. Este cambio puede hacerse revisando y ajustando los contenidos de los Planes de Estudio, o bien simplemente indicando en los Planes de Estudio que su duración normal es la duración promedio que se ha observado
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históricamente que ocupan los alumnos para terminar sus estudios. Ambas alternativas implican un cambio que debe aprobarse en el Colegio Académico por los procedimientos establecidos en la Legislación.
Esta actividad impactaría en los indicadores: a) eficiencia terminal por cohorte
generacional a duración normal de los estudios (D1.1-1), b) egresados en relación a nuevo ingreso (D1.1-3), c) Tiempo promedio excedente para concluir estudios (D1.2-5), d) Actualización de Planes y Programas de Licenciatura (D1.8-16). Para llevar a cabo esta actividad se creará una comisión ad hoc, coordinada por el Coordinador Divisional de Planeación. Esta actividad no requiere presupuesto adicional.
CBIA-a2. Revisión de los Programas de Estudios tomando en cuenta los índices de reprobación y proponer mejoras para cada materia. Es necesario que la DCBI-A revise los Planes y Programas de Estudio considerando la pertinencia de las UEAS con mayor índice de reprobación, ya que la incidencia sobre estos índices puede impactar de manera importante la eficiencia terminal de nuestros alumnos. Así entonces se muestra a continuación un listado de las UEAS con un índice de reprobación mayor al 60%. Tabla 3.1. UEA con índice de reprobación mayor al 60 % en la DCBI-A CLAVE UEA NOMBRE DE LA UEA 1100129 PROYECTO DE INTEGRACION EN INGENIERIA METALURGICA II 1143051
PROYECTO DE EDIFICIOS
1100133
INTRODUCCION AL TRABAJO DE INVEST. EN ING. EN COMPUTACION
1143054
DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERIA
1100116
PROYECTO DE INTEGRACION EN INGENIERIA FISICA I
1100119
PROYECTO DE INTEGRACION EN INGENIERIA METALURGICA I
1100111
PROYECTO DE INTEGRACION EN INGENIERIA AMBIENTAL I
1143040
CONCRETO PRESFORZADO
1100118
PROYECTO DE INTEGRACION EN INGENIERIA MECANICA I
1112022
LOGICA
1100120
PROYECTO DE INTEGRACION EN INGENIERIA QUIMICA I
1121058
INTEGRACION DE REDES DE VOZ Y DATOS
44
1154029
ANALISIS Y DISEÑO DE EXPERIMENTOS EN INGENIERIA
1112017
INTRODUCCION AL ALGEBRA LINEAL
1122026
SEÑALES ALEATORIAS
1133030
PROYECTO MECANICO
1121039
LABORATORIO DE ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS
1100113
PROYECTO DE INTEGRACION EN INGENIERIA EN COMPUTACION I
1112005
CALCULO DE VARIAS VARIABLES
1145074
TRATAMIENTOS TERMICOS DE LOS MATERIALES METALICOS
1112033
MATEMATICAS DISCRETAS
1100115
PROYECTO DE INTEGRACION EN INGENIERIA ELECTRONICA I
Este listado nos permitirá comenzar con la tarea de identificar la problemática específica de cada UEA, ya que al comentar con algunos profesores las razones por las cuales las UEAS presentan un alto índice de reprobación, ellos explican entre otros motivos, que el contenido de algunas UEA es demasiado extenso. Otros motivos de reprobación según los alumnos, es que no consiguen rápidamente el libro o material didáctico solicitado por el profesor, o que los horarios los obligan a tomar clases en la mañana y en la tarde, por lo que tienen que permanecer largos periodos de tiempo en la Universidad, sin la posibilidad de trabajar. En principio se detecta que las UEA con mayor índice de reprobación son las relacionadas con los proyectos terminales o proyectos de integración. Este estudio no tendrá costo adicional y estará a cargo de los Comités de Estudio y los Grupos Temáticos de Docencia. Impactará en los siguientes indicadores: a) Eficiencia terminal por cohorte generacional a 12 trimestres (D1.1-1), b) Eficiencia terminal de licenciatura por plazo máximo reglamentario (D1.1-2), c) Egresados en relación a nuevo ingreso (D1.1-3), d) Eficiencia terminal de licenciatura a 14 trimestres (D1.1-4), e) Tiempo promedio excedente para concluir estudios (D1.2-5), f) Matrícula total de licenciatura (D1.11-20).
CBIA-a3. Reclutamiento de buenos estudiantes La composición de las escuelas de procedencia de nuestros alumnos ha cambiado con el tiempo, por ello, se llevará a cabo un estudio de mercadotecnia con el fin de que los candidatos, desde que asistan a las instalaciones de la Unidad, tanto como posibles candidatos como para realizar su examen de admisión, se les oferten las diez carreras de la División como la mejor opción para realizar sus estudios
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profesionales. El estudio y la asesoría indicarán la forma, los tiempos y modalidades de interactuar y hacerles llegar la información a los candidatos y futuros estudiantes. Esta actividad estará a cargo de la Coordinación Divisional de Docencia. De entre las acciones a tomar en cuenta destacan las siguientes:
Se les entregarán folletos, bolsas, llaveros, memorias, libretas, plumas, lápices, etc.
Realizar pláticas y conferencias de sus carreras y de la importancia de ser comunidad UAMAzcapotzalco.
Propaganda electrónica y en redes sociales
Visitas guiadas a las instalaciones más importantes y atractivas de la División, i. g. deportivas, sociales, culturales, laboratorios de docencia y laboratorios de investigación.
El estudio indicará la idoneidad en el tiempo de la instrumentación de cada una de las acciones anteriormente descritas. Costo aproximado del estudio $ 500,000.00 pesos, más materiales consumibles $100,000.00 por año. Costo total por dos años $ 700,000 pesos. Esta actividad además contribuirá a alcanzar el indicador P.9.2.1. del PDI-A, que mide el grado de apropiación de la UAM-A por parte de la Comunidad Universitaria, a través del número de eventos que fomenten la convivencia universitaria, el cual debe llegar a 60 eventos para la DCBI-A. Ejercicio 2016 2017 Agosto mayo y agosto $600,000 $100,000
Esta actividad impactará sobre los siguientes indicadores: a) Eficiencia terminal por cohorte generacional a 12 trimestres (D1.1-1), b) Eficiencia terminal de licenciatura por plazo máximo reglamentario (D1.1-2), c)Egresados en relación a nuevo ingreso (D1.1-3), d) Eficiencia terminal de licenciatura a 14 trimestres (D1.1-4), e) Tiempo promedio excedente para concluir estudios (D1.2-5), f) Empleo de los egresados de Licenciatura (D1.5-12), g) Alumnos de licenciatura con nivel intermedio en el idioma inglés (D1.13-22).
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También es importante mencionar que en la División de CBI-A existen dos espacios fundamentales para apoyo a la docencia, el taller de la enseñanza de la física y matemáticas respectivamente, así como los ayudantes de profesor participan en las asesorías y resolución de dudas a los alumnos de las diez licenciaturas de Ingeniería que actualmente ofrecemos. Los grupos temáticos de docencia son los colectivos de profesores que trabajan realizando material didáctico como libros de texto, espacios virtuales para la solución de problemas en línea o experimentos demostrativos así como los ciclos de conferencias o seminarios como “La Ciencia en tu Universo” y “Seminario de Galois”. A manera de vinculación con el Colegio de Bachilleres, UAM-A y la Sociedad Mexicana de Física hemos preparado alumnos de Bachillerato para que participen en las Olimpiadas Nacionales de Física y Matemáticas, esto con el motivo de atraer más jóvenes bien preparados para estudiar las carreras de ingeniería.
CBIA-a4. Crear nuevas licenciaturas Se ha mencionado que en la División, desde hace mucho tiempo, no se crea una nueva licenciatura, mientras que otras universidades sí lo han hecho. Un ejemplo mencionado en muchas ocasiones es el de la carrera de mecatrónica que tiene una amplia demanda laboral y que incorpora avances tecnológicos atractivos para los alumnos. Se creará un Comisión para analizar la pertinencia de crear esta carrera o alguna otra y los costos que representaría. Considerando que en el PDI-A, el indicador D.3.1.1 plantea la creación de una nueva licenciatura y tres nuevos planes de estudio de licenciatura en modalidades innovadoras (indicador D.3.2.1.), en la DCBI-A para el año 2024, la implementación de esta actividad es importante y urgente para la División. Esta actividad estará a cargo del Coordinador Divisional de Planeación, no tendrá ningún costo adicional e impactará en los siguientes indicadores: Empleo de los egresados de licenciatura (D1.512), b) Actualización de Planes y Programas de Licenciatura (D1.8-16), c) Matrícula total de licenciatura (D1.11-20).
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CBIA-a5. Revisar el programa de Becas Se ha observado que uno de los principales motivos por los que los alumnos no dedican tiempo suficiente a sus estudios es la necesidad de trabajar para contribuir al gasto familiar, por ello se considera muy importante revisar el Programa de Becas para aumentar el porcentaje de alumnos de la DCBI-A que conservan su beca durante la carrera. El PDI-A, en sus indicadores D.4.1.1. y D.4.1.2., establece como metas para el 2024 que el 100 % de los alumnos que cuenten con el perfil para ser becarios Pronabes, cuente con este apoyo, y que el 75 % de los alumnos de primer ingreso renueven su beca Pronabes al concluir su primer año de estudios. Estos porcentajes son actualmente mucho menores que el de las otras Divisiones de la Unidad y a las metas que se pretende alcanzar. Por ello se llevará a cabo una revisión de los requisitos de becas Pronabes y se encontrarán los mecanismos para que los alumnos puedan conservar estas becas y otras a lo largo de todos sus estudios. Esta actividad estará a cargo la Coordinación de Divisional de Docencia, no tendrá un costo adicional e impactará en los siguientes índices: a) Eficiencia terminal por cohorte generacional a 12 trimestres (D1.1-1), b) Eficiencia terminal de licenciatura por plazo máximo reglamentario (D1.1-2), c) Egresados en relación a nuevo ingreso (D1.1-3), d) Eficiencia terminal de licenciatura a 14 trimestres (D1.1-4), e) Tiempo promedio excedente para concluir estudios (D1.2-5), f) Matrícula total de licenciatura (D1.11-20).
CBIA-a6. Programa integral de tutorías Se piensa que la eficiencia terminal podría verse significativamente incrementada si se cuenta con un programa integral tutorial. Se debe de exigir que la coordinación divisional respectiva cumpla con las siguientes funciones:
Hacer un expediente por alumno tomando en cuenta su situación personal (soltero, trabaja, casado, con hijos, situación socioeconómica, etc.) con el fin de tomar en cuenta situaciones de grupos para la programación de UEA trimestralmente/anualmente.
Canalizar a los estudiantes a las diferentes ayudas que se proporcionan por la División, la Unidad y la Universidad en general.
Expedir un “carnet” personalizado de citas a dicha oficina.
Planear una adecuada adaptación de los estudiantes durante los primeros trimestres.
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Recabar y solucionar todo tipo de inquietudes académico-administrativas de los estudiantes.
Llevar un cárdex de cada estudiante con el fin de prever las UEA que podrá solicitar el siguiente trimestre (tomando en cuenta el estatus y seriación de cada estudiante).
Hacer programas de concientización hacia los estudiantes, de la importancia de ser comunidad UAM; motivándolos en todo momento a continuar y concluir su carrera.
Hacer programas de concientización hacia los profesores sobre la importancia de la función docente, la importancia de la eficiencia terminal, de las exigencias de los organismos evaluadores-acreditadores, así como de la importancia de la dedicación y empeño en cada uno de sus cursos y en cada uno de sus estudiantes.
Promover una iniciativa ante el Colegio Académico para que la actividad de tutorías sea reconocida en el RIPPPA y el TIPPPA y se tome en cuenta para el otorgamiento de estímulos, cosa que no se hace hasta el momento.
El seguimiento y evaluación de esta actividad estará a cargo de la Coordinación Divisional de Desarrollo Académico, no tendrá un costo adicional e impactará en los siguientes indicadores: a) Eficiencia terminal por cohorte generacional a 12 trimestres (D1.1-1), b) Eficiencia terminal de licenciatura por plazo máximo reglamentario (D1.1-2), c) Egresados en relación a nuevo ingreso (D1.1-3), d) Eficiencia terminal de licenciatura a 14 trimestres (D1.1-4), e) Tiempo promedio excedente para concluir estudios (D1.2-5), f) Matrícula total de licenciatura (D1.11-20).
CBIA-a7. Visitas industriales, culturales y asistencia a congresos Se implementará un programa de visitas a la industria, construcciones y despachos de ingeniería, así como la asistencia a congresos y actividades culturales. Estas visitas motivarán a los alumnos y les permitirán entrar en contacto con la práctica profesional. El programa formará parte de la programación de actividades docentes trimestrales de la División, para evitar que se interfiera con la asistencia a clases de los alumnos. La programación de visitas industriales y culturales serviría sin lugar a dudas para ayudar a colocar a la Universidad como primera opción respecto de la elección de nuestros estudiantes sobre otras instituciones. De la misma forma en que la Universidad se anuncia con spots publicitarios de radio promoviendo el programa de Movilidad, sería posible ofertarnos como una institución con un programa de visitas industriales y culturales. Es importante mencionar que se busca que este
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programa ayude a que los alumnos que aprueban el examen de ingreso y se inscriban en nuestra Universidad no deserten. La organización y seguimiento de esta actividad estará a cargo de los Coordinadores de Estudio de Licenciatura. El costo será muy variable pero se considera que con un total de $350,000.00 /año podría llevarse a cabo de manera satisfactoria. 2016 2017 Agosto mayo y agosto $200,000 $350,000 La implementación de esta actividad impactaría en los siguientes indicadores: a) Eficiencia terminal por cohorte generacional a 12 trimestres (D1.1-1), b) Eficiencia terminal de licenciatura por plazo máximo reglamentario (D1.1-2), c) Egresados en relación a nuevo ingreso (D1.1-3), d) Eficiencia terminal de licenciatura a 14 trimestres (D1.1-4), e) Tiempo promedio excedente para concluir estudios (D1.2-5), f) Matrícula total de licenciatura (D1.11-20).
CBIA-a8. Prácticas profesionales En diversos estudios y foros de discusión llevados a cabo recientemente se ha detectado que los empleadores de ingenieros opinan que los recién egresados tienen una buena formación teórica pero carecen de conocimientos prácticos y habilidades para desarrollarse en un ambiente profesional1. Dos actividades que pueden ayudar a resolver este problema son las prácticas profesionales y el servicio social en la industria. Existen experiencias recientes sobre el éxito que se puede alcanzar organizando adecuadamente estas actividades, aunque también se han detectado algunos problemas como la dificultad de atender a grandes números de alumnos y las dificultades de traslado en el Área Metropolitana de la Ciudad de México y al interior de la República. Se piensa que una alternativa es la de no hacerlas obligatorias pero tratar de que un buen número de alumnos participe en esas actividades. Otra posibilidad que se ha analizado es la de que los alumnos participen en actividades semejantes en los laboratorios y proyectos de investigación de la misma Universidad. Para la primera opción, la de organizar actividades para alumnos fuera de la Universidad, se requiere
1
* Encuestas a empleadores de ingenieros llevadas a cabo por la Alianza FIIDEM, Encuentro Académico empleadores-escuelas de ingeniería del XXVIII Congreso Nacional de Ingeniería Civil, 2016.
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disponer de una oficina que organice y lleve un control de las prácticas, lo cual puede hacerse con los recursos existentes. Para la segunda opción, la de laboratorios se requiere fortalecer las instalaciones de la propia Unidad, para lo que se requiere de inversiones significativas. En la sección de Proyectos específicos se plantea la creación de nuevos laboratorios y la modernización de algunos existentes. Los costos de cada proyecto se presentan independientemente en la misma sección. La implementación de esta actividad impactaría en los siguientes indicadores: a) Eficiencia terminal por cohorte generacional a 12 trimestres (D1.1-1), b) Eficiencia terminal de licenciatura por plazo máximo reglamentario (D1.1-2), c) Egresados en relación a nuevo ingreso (D1.1-3), d) Eficiencia terminal de licenciatura a 14 trimestres (D1.1-4), e) Tiempo promedio excedente para concluir estudios (D1.2-5), f) Empleo de los egresados de licenciatura (D1.5-12), g) Planes de Estudio Evaluables de licenciatura (D1.6-14.1), h) Matrícula total de licenciatura (D1.11-20).
CBIA-a8. Implementar una programación de UEA apropiada La programación trimestral y anual de todas las UEA que se imparten en la División es una tarea mayor, se han hecho esfuerzos importantes por tratar de mejorar y optimizar dicho proceso, sin embargo aún falta mucho por hacer. Como base reglamentaria tenemos que el artículo 34 indica que: “Compete a los Consejos Divisionales”; del Reglamento Orgánico: inciso XIII se destaca que: “Aprobar la programación anual de las UEA”. Hasta el momento en la DCBI-A se ha llevado a cabo una “programación anual mínima”, ofertando el mínimo de cursos tanto para el turno matutino como para el vespertino. Con los antecedentes anteriores, se propone revisar el esquema de programación anual que se ha llevado hasta la fecha tratando de conciliar la disponibilidad de profesores con la demanda de los alumnos. Esta programación será anual e incluirá los horarios y nombres de los profesores. Además se implementarán cursos en línea para aquellos casos en los que hay una amplia demanda de alumnos y una escasa disponibilidad de profesores. Con este tipo de programación se detectarán aquellas UEA que no se han impartido nunca o se han impartido muy pocas veces, con la intención de eliminarlas del Plan de Estudios o buscar profesores que las impartan. Esta implementación se podrá llevar a cabo a partir de 2017 con impacto en los años siguientes, ya que para 2016 ya se realizó la programación anual mínima.
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Se espera que para 2017 y 2018 se observe el impacto de esta actividad, que estará a cargo de los Coordinadores de Estudio y los Jefes de Departamento; no tendrá ningún costo adicional, e impactará en los siguientes indicadores: a) Eficiencia terminal por cohorte generacional a 12 trimestres (D1.11), b) Eficiencia terminal de licenciatura por plazo máximo reglamentario (D1.1-2), c) Egresados en relación a nuevo ingreso (D1.1-3), d) Eficiencia terminal de licenciatura a 14 trimestres (D1.1-4), e) Tiempo promedio excedente para concluir estudios (D1.2-5), f) Matrícula total de licenciatura (D1.1120).
CBIA-a9. Analizar la pertinencia del programa de movilidad en alumnos de licenciatura Se ha detectado que muy pocos alumnos tienen interés en participar en el programa de movilidad y que algunos de los que han participado han regresado sin haber acreditado ninguna materia en otras instituciones. Conviene hacer una evaluación de la pertinencia de este programa antes de tomar una medida adicional. La DCBI implementará las acciones resultado de este estudio. Este estudio no tendrá un costo adicional, será responsabilidad del Coordinador Divisional de Docencia e impactará en el indicador D1.14-23 sobre alumnos de licenciatura en movilidad.
CBIA-a10. Mejorar el nivel de inglés en los alumnos El Consejo Divisional de DCBI-A integró una Comisión para analizar el problema del idioma inglés en nuestros alumnos. Esta Comisión emitió un dictamen (Acuerdo 553.3.5.1) con recomendaciones específicas que se implementarán para alcanzar el objetivo deseado. Esta actividad no tendrá costo adicional y el responsable será el Director de la DCBI-A. La Unidad Azcapotzalco ofrece el servicio de enseñanza de lenguas extranjeras a través del CELEX, sin embargo, no todos los alumnos que solicitan un lugar lo obtienen, o bien no hay cupo en el horario que desean; por esta razón la propia División ofrece, además del servicio que presta CELEX, cursos de inglés, para que esto no sea un obstáculo para la obtención del título. Se inició ofreciendo cursos en línea y se han reestructurado para pasarlos a la modalidad semipresencial en B-Learning desde el trimestre 14-P, con el fin de prepararlos para el examen de certificación “A” de esta lengua. Para ello se ha contratado a una profesora de inglés con experiencia en el CELEX.
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Además se mantienen con éxito los cursos sabatinos y de verano de inglés para apoyar la certificación “A” con profesores de CELEX a través de COVI, estos cursos se iniciaron en el trimestre 12-I y desde entonces se ha apoyado a 1400 alumnos. Durante 2014 se apoyaron a 133 alumnos. La enseñanza del idioma inglés también se procura a los docentes mediante el apoyo de la Unidad al Programa SEP-SRE PROYECTA 100,000, que cubre los gastos de viaje y estancia de profesores en Estados Unidos. En la Tabla 3.2 se muestran los datos de nuestros alumnos y la atención de CELEX en inglés, que es el idioma de mayor importancia para nuestros alumnos que se titulan.
Tabla 3.2. Resultados de alumnos de CBI en idiomas en 2014*
En la Tabla 3.3 se muestra el número de alumnos de la División que se han certificado en inglés y que han estudiado en la Unidad. Tabla 3.3. Constancias emitidas durante 2014 de inglés
Como se observa de la Tabla 3.2, las 309 certificaciones en inglés (en francés y alemán sólo fueron 3 alumnos) son insuficientes para nuestros 526 alumnos titulados en 2014; por otra parte 217 alumnos estudiaron inglés fuera de la UAM. Se ha estado trabajando en conjunto con el CELEX para satisfacer la demanda de nuestros alumnos, sobre todo en inglés, con lo que se ha logrado reducir un 18% de
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alumnos que no alcanzan lugar, sin embargo aún tuvimos 552 que demandaron lugar y no lo consiguieron. En resumen, el 40 % de los alumnos titulados en 2014 cursaron estudios de idioma fuera de la Unidad, por lo que se considera necesario reducir este porcentaje para facilitar la titulación a los alumnos.
CBIA-a11. Creación y Modernización de Laboratorios La inserción de nuestros egresados al mercado laboral es el termómetro de que tan bien o mal llevamos a cabo nuestra principal encomienda social. La meta primaria es que nuestros egresados de las 10 licenciaturas de la División encuentren empleos en el corto plazo, que éstos sean bien remunerados y que estén en plena concordancia con los estudios que cursaron. El éxito de empleo de nuestros egresados está en función de la actualización de los Planes y Programas de Estudio, entre otros factores. Creemos que un factor de trascendental importancia para la pronta e idónea inserción laboral es que se cuente con los laboratorios docentes y de investigación: apropiados, actualizados, suficientes y equipados de acuerdo a la demanda laboral. Los laboratorios docentes actualizados expondrán a los estudiantes con el mismo equipo o similar al que harán frente en el mercado laboral, lo que permitirá contar desde sus estudios con experiencia en el manejo del equipo. Generalmente en ingeniería son equipos costosos que requieren mantenimientos y actualizaciones constantes. En los laboratorios de investigación es donde el estudiante realiza su proyecto terminal. En la actualidad se tiene un alto índice de reprobación en las UEA de proyecto terminal, esto se debe, por una parte, a que no se cuenta con los suficientes espacios físicos para albergar a los estudiantes, y por la otra, a que no se dispone del equipamiento idóneo. Adicionalmente, nuestros laboratorios actualizados nos permitirán proporcionar servicios especializados a la industria, esto es favorable porque se conocen los requerimientos de la industria de primera mano, además de obtener otro beneficio que es la inserción de nuestros alumnos en los proyectos industriales y de servicio. Estamos convencidos de que la implementación de esta actividad impactará de manera muy
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importante en la motivación de alumnos y profesores, y por tanto en los siguientes indicadores: a) Eficiencia terminal en doce trimestres (D1.1-1), b) Eficiencia terminal de licenciatura por plazo máximo reglamentario (D1.1-2), c) Egresados en relación a nuevo ingreso de licenciatura (D1.1-3), d) Eficiencia terminal en 14 trimestres de licenciatura (D1.1-4), e) Tiempo promedio excedente para concluir estudios de licenciatura (D1.2-5), f) Empleo de los egresados de licenciatura (D1.5-12), g) Planes de Estudio evaluables de licenciatura (D1.6-14.1), h) Matrícula en planes de calidad de licenciatura (1.6-14.2), i) Actualización de Planes y Programas de licenciatura (D1.8-16). Los laboratorios que se propone crear o modernizar son los siguientes:
Laboratorio de Grandes Modelos. Anexo A Laboratorio de Hidráulica. Anexo B Laboratorio de Procesos de Conversión de Energía. Anexo C Laboratorio de Comunicaciones Avanzadas. Anexo D Laboratorio de Higiene y Seguridad. Anexo E Laboratorio de Manufactura Avanzada. Anexo F Laboratorio de Fabricación de Prototipos de Circuitos Electrónicos Impresos. Anexo G Laboratorio de Fabricación de Prototipos 3D. Anexo H Laboratorio de Luz y Materia. Anexo I
En los Anexos A a I se presentan los proyectos detallados de estos laboratorios, con los costos correspondientes.
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4. Matriz de Impacto de las Actividades En la siguiente matriz se indica el impacto de cada una de las actividades que implementará la DCBIA, en cada uno de los indicadores de la función de docencia a nivel licenciatura del PDI.
Actividad CBIA-a1 CBIA-a2 CBIA-a3 CBIA-a4 CBIA-a5 CBIA-a6 CBIA-a7 CBIA-a8 CBIA-a9 CBIA-a10 CBIA-a11
1-1
1-2
1-3
1-4
Indicador sobre el que impacta D1. 2-5 5-12 6-14.1 6-14.2
8-16
11-20
13-22
Indicadores: D1.1-1 D1.1-2 D1.1-3 D1.1-4 D1.2-5 D1.5-12 D1.6-14.1 D1.6-14.2 D1.8-16 D1.11-20 D1.13-22 D1.14-23
Eficiencia terminal a 12 trimestres de licenciatura por cohorte generacional Eficiencia terminal de licenciatura por plazo máximo reglamentado (10 años) Egresados en relación a nuevo ingreso de licenciatura Eficiencia terminal a 14 trimestres de licenciatura por cohorte generacional Tiempo promedio excedente para concluir estudios de licenciatura Empleo de egresados de licenciatura Planes de estudio evaluables de licenciatura Matrícula en planes de calidad de licenciatura Actualización de planes y programas de licenciatura Matrícula total de licenciatura Alumnos de licenciatura con nivel intermedio en el idioma inglés Alumnos de licenciatura en movilidad
Actividades CBIA-a1 CBIA-a2 CBIA-a3 CBIA-a4 CBIA-a5
Estudio de la duración de las licenciaturas Revisión de los programas de estudios tomando en cuenta los índices de reprobación y proponer mejoras para cada materia Reclutamiento de buenos estudiantes Crear nuevas licenciaturas Revisar el programa de becas
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14-23
CBIA-a6 CBIA-a7 CBIA-a8 CBIA-a9 CBIA-a10 CBIA-a11
Programa integral de tutorías Visitas industriales, culturales y asistencia a eventos Implementar una programación de UEA apropiada Analizar la pertinencia del programa de movilidad en alumnos de licenciatura Mejorar el nivel de inglés en los alumnos Creación y modernización de laboratorios
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5. Referencias
Anuario estadístico 2009-2014. División de Ciencias Básicas e Ingeniería. Dr. Luis E. Noreña Franco. Comisión encargada de revisar los indicadores del Plan de Desarrollo Institucional 20112024´. Anexo. Informe de Actividades 2014. División de Ciencias Básicas e Ingeniería. Dr. Luis E. Noreña Franco. Marco de Referencia para la acreditación de las licenciaturas 2014. Consejo de Acreditación de la Enseñanza de la Ingeniería. Plan de Desarrollo Institucional 2011-2024. Universidad Autónoma Metropolitana. Plan de Desarrollo Institucional de la Unidad Azcapotzalco de la Universidad Autónoma Metropolitana 2014-2024. Reflexiones para construir un futuro deseado. Informe de la Comisión encargada de revisar los indicadores del Plan de Desarrollo Institucional 2011-2024.
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6. Anexo A. Laboratorio de Grandes Modelos
6.1.
Resumen
Actualmente se cuenta en la División de Ciencias Básicas e Ingeniería, en el Departamento de Materiales con un laboratorio de modelos intermedios que permite ensayar elementos estructurales pequeños a escala natural, el cual se usa para fines de docencia e investigación. Se considera necesario disponer de un laboratorio de mayor tamaño y equipamiento, ya que con el actual no se pueden realizar investigaciones en estructuras completas o en ensambles de elementos estructurales, sólo se pueden hacer prácticas de docencia muy limitadas y se ha alcanzado un grado de saturación total que impide realizar oportunamente los proyectos programados. Se ha llevado a cabo el proyecto de otro laboratorio denominado de grandes modelos que se presenta en este documento.
6.2.
Antecedentes
Los trabajos experimentales desarrollados en Ingeniería Estructural han evolucionado conforme al desarrollo de la infraestructura experimental con la que se ha contado a través de los años. En un principio, el Laboratorio de Estructuras compartió sus espacios ubicados en el Edificio 3P con el Laboratorio de Construcción. Durante esta etapa inicial, el Laboratorio de Estructuras centraba muchas de sus actividades alrededor de la máquina universal de ensayes donde se hacían pruebas de materiales y de una viga de reacción que se utilizó hasta 2007 y donde se estudió el comportamiento de armaduras de madera y el refuerzo de vigas de concreto. 59
Posteriormente se construyó un marco de reacción de acero ubicado en el exterior del Edificio 3P. Dicho marco se utilizó en diferentes proyectos de investigación, dentro de los cuales destacan el estudio de muros de mampostería y el refuerzo de elementos de concreto reforzado. Vale la pena mencionar que dicho dispositivo ya no existe debido a las limitaciones que exhibía en cuanto a su capacidad de carga. A principios de la década de los noventa, el Área de Estructuras añadió a su infraestructura experimental una columna contraventeada de acero, cimentada sobre un cajón de concreto reforzado. La columna incrementó considerablemente la capacidad experimental, lo que hizo posible el estudio de muros de mampostería y vigas de concreto reforzado con escalas mucho mayores a las usadas hasta entonces. Debido al crecimiento del programa experimental se construyó hace más de 10 años un nuevo Laboratorio de Estructuras denominado de Modelos Intermedios que se muestra en la figura A.1. El dispositivo de carga consiste de tres marcos de reacción cimentados sobre cajones de concreto reforzado y ha hecho posible el estudio de elementos estructurales de diferentes materiales con escalas cercanas a la natural. Hasta el momento, se han llevado a cabo ensayes de elementos estructurales de diversos materiales de construcción como concreto, mampostería, acero, madera, bambú y otros materiales compuestos como fibras de carbono, etc. Se han ensayado elementos con comportamientos muy distintos como armaduras, vigas, marcos, muros, conexiones, losas, etc. En todos estos proyectos, se ha propiciado la participación de alumnos de las UEA Mecánica de Sólidos, Taller de Ingeniería Civil, Proyecto de Integración, así como de Servicio Social. Cabe mencionar que cuando se llevan a cabo los ensayes, los alumnos de las UEA relacionadas visitan el laboratorio para que observen el comportamiento real de los elementos ensayados.
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Figura A.1 Vista general del laboratorio de modelos intermedios
Algunos de los proyectos de investigación desarrollados en el Laboratorio de modelos intermedios son: Trabes acarteladas, Conexiones de acero, Muros de mampostería combinada, Losas de transferencia de carga, Conexión columna – losa postensada, Vigas con agregados reciclados, Muros suelo – cemento, Contravientos restringidos contra pandeo, entre otros. La gran mayoría de los proyectos han contado con patrocinio externo.
6.3.
Justificación
En esta sección se presentan los principales argumentos que justifican la construcción del Laboratorio de Grandes Modelos (LGM), esta justificación se presenta desde varios puntos de vista: la necesidad de llevar a cabo prácticas de docencia en elementos estructurales; por la saturación del actual laboratorio, que ha obligado a posponer el inicio de varios estudios por no tener el espacio para realizarlos; la necesidad de dar un salto cualitativo en los estudios realizados hasta la fecha, al permitir el ensaye de especímenes de mayor 61
tamaño, con la posibilidad de sujetarlos a cargas horizontales cuasi-dinámicas, para simular, de mejor manera, cargas sísmicas; la urgencia de impulsar en el País desarrollos tecnológicos propios, más acordes con nuestras necesidades y recursos susceptibles de ser utilizados en sociedades con características similares a las nuestra. Además, en apoyo a esta solicitud, se presenta una breve descripción del impacto que han tenido los trabajos realizados hasta la fecha en la investigación, la docencia y la vinculación. Docencia Existen varias UEA para las que no se pueden llevar a cabo prácticas de laboratorio porque las capacidades de laboratorio de modelos intermedios no son suficientes. Hasta el momento la única UEA teórica que tiene laboratorio es Mecánica de Sólidos que tiene su laboratorio donde se hacen pruebas a nivel material; sin embargo, hay varias materias obligatorias Elementos de Concreto, Elementos de Acero y algunas optativas Estructuras de mampostería, Concreto presforzado, Evaluación y Reparación de estructuras que pueden beneficiarse con la realización de prácticas de Laboratorio. En el grupo temático Diseño Estructural, se detectó esta necesidad aunque, no se ha desarrollado el guion de prácticas de cada UEA, pero se identificó una serie de experimentos que podrían realizarse en el LGM y que permitirían a los alumnos determinar el tipo de falla y la capacidad de deformación cuando se varía la cantidad y ubicación del refuerzo, también que los elementos sean reparados y vueltos a ensayar para evaluar técnicas de reparación y de refuerzo. El laboratorio de grandes modelos es un proyecto que puede tener una participación Interdisciplinaria. Además de que los alumnos de la carrera de Ing. Civil se benefician al observar y desarrollar experimentos en elementos y sistemas estructurales, también se pueden beneficiar alumnos y profesores de las carreras de Ing. Mecánica, Ing. Electrónica, Ing. Física diseñando algunos de los equipos de carga y medición como celdas de carga, transductores de desplazamiento o actuadores, así como su sistema de control y de adquisición de datos. El laboratorio busca controlar a los actuadores en forma cuasi-
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dinámica, de tal manera que alumnos como los de ingeniería mecánica, pueden emplearlos por ejemplo en las pruebas de suspensiones automotrices. También en el campo de la docencia, el LGM resulta indispensable para mantener el nivel académico de la Maestría y el Doctorado en Ingeniería Estructural. Estos programas están reconocidos en el Padrón Nacional de Posgrados de Calidad del CONACYT, pero para conservar este reconocimiento es indispensable un laboratorio de estructuras que permita realizar tesis experimentales de nivel internacional. Esto ya no es posible con el actual laboratorio. Saturación del Laboratorio Actual La figura A.2 resume, de manera esquemática, las diferentes áreas de trabajo con las que cuenta actualmente el laboratorio de modelos intermedios. Las áreas 1, 2 y 3, señaladas en la figura A.2, son las áreas principales de trabajo. Debido a su limitada capacidad, las áreas 4a, con una columna contraventeada y la 4b, con un pequeño marco para aplicar cargas verticales únicamente, son utilizadas exclusivamente para el estudio de modelos pequeños. Para mostrar la insuficiencia actual de espacios en el Laboratorio de Modelos Intermedios, la tabla A.1 indica los proyectos planteados para desarrollarse durante lo que queda del 2016. Se puede observar en ellas que, al día de hoy, las tres principales áreas de trabajo del Laboratorio de Modelos Intermedios están apartadas ya, por lo que no se tiene la capacidad para aceptar la realización de nuevos proyectos que tendrían, y que de hecho ya tienen, patrocinadores interesados. Aún más, las áreas 1 y 2 están ocupadas por dos proyectos simultáneamente y la experiencia ha demostrado que es sumamente difícil poder llevar a cabo más de un proyecto en cada área. Debe tenerse en cuenta que el tiempo de montaje e instrumentación de un espécimen resulta prolongado, por lo que cada ensaye implica la ocupación continua del área de trabajo por varias semanas. Por otro lado, es importante llamar la atención al hecho de que prácticamente todos los proyectos incluidos en esa tabla A.1 cuentan con patrocinio externo.
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Área 1
Área 2 Área 3
Área 4a Área 4b
Figura A.2 Instalaciones experimentales existentes en el Laboratorio de Modelos Intermedios Tabla A.1 Designación de espacios
Clave
Patrocinador
Proyecto/Responsable
/Monto
DISEÑO DE LA CONEXIÓN COLUMNA-LOSA PLANA POSTENSADA SOMETIDA UAM/15-02
A FUERZAS LATERALES EN DOS DIRECCIONES,( Segunda Etapa)
Ubicación
ISCDF Área 1 $350,000.0
Dr. Eduardo Arellano Méndez. ESTUDIO DEL CORTANTE EN TRABES DE CONCRETO REFORZADO CON UAM/15-04
CARGAS DISTRIBUIDAS
ISCDF
Dr. Hans Israel Archundia Aranda y Dr. Arturo Tena Colunga
Área 2
$350,000.0
ESTUDIO EXPERIMENTAL DE MODELOS DE PISOS DE TRANSFERENCIA (Segunda Etapa)
ISCDF
UAM/16
Área 4b Dr. Oscar M. González Cuevas, Dr. Alonso Gómez Bernal y Dr. Eduardo
$300,000.0
Arellano Méndez. ESTUDIO EXPERIMENTAL DE VIGAS DE CONCRETO CON AGREGADOS UAM/16
RECICLADOS
ISCDF Área 1
Dr. Eduardo Arellano Méndez y Dr. Oscar M. González Cuevas.
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$300,000.0
PREDICCIÓN DE LA RESISTENCIA DE LOSAS DE VIGUETA Y BOBEDILLA
ANIVIP Área 3
Dr. Eduardo Arellano Méndez
Especie
PRUEBA DE PIEZAS, PILAS Y MURETES DE BLOCK DE CONCRETO $150,000.0 Dr. Arturo Tena Colunga Total $1,450,000.0
Necesidad de contar con la posibilidad de ensayar estructuras y especímenes de mayor tamaño. Los estudios experimentales desarrollados hasta ahora en el actual laboratorio se han restringido a elementos estructurales y ensamblajes de elementos relativamente pequeños. El tamaño de los dispositivos de ensaye, la capacidad de los actuadores o gatos y la capacidad de la grúa existente obligan a que así sea. Se han recibido solicitudes de efectuar ensayes en especímenes de mayor tamaño, pero no ha sido posible atenderlas por las limitaciones expuestas. Se ha tratado inclusive de hacer ensayes en modelos a escala, pero aún con las reducciones máximas recomendadas, que son de aproximadamente 1:1/4, no se pueden acomodar los modelos en los espacios disponibles. Por lo tanto, resulta conveniente disponer de mayor capacidad tanto para satisfacer la demanda externa como para tener mayor certeza sobre la confiabilidad de los estudios realizados. Por otra parte, cada vez se construyen más estructuras compuestas con elementos estructurales de distinto tipo que trabajan de manera acoplada; por ejemplo, marcos con diagonales de contraventeo o con dispositivos disipadores de energía. El estudio de estas estructuras no puede ser llevado a cabo con las limitaciones del actual laboratorio, tanto por el tamaño de los especímenes como por la naturaleza de las cargas que se les debe aplicar para reproducir, con precisión adecuada, las acciones reales a que se encuentran sujetas.
65
Área 2
Por las razones anteriores, se considera que el crecimiento del laboratorio debe ser con dispositivos y equipamiento sustancialmente diferentes de aquéllos con los que se ha contado hasta la fecha. Desarrollo de nuevas tecnologías En varios países, algunos de alto grado de avance económico y social y otros con grados de desarrollo similares al nuestro, se han desarrollado nuevas tecnologías que han alcanzado un vasto campo de aplicación en la industria de la construcción. Dos ejemplos de ello son los dispositivos disipadores de energía usados en edificios ubicados en zonas sísmicas y el empleo de nuevos materiales, como las fibras de carbono embebidas en una matriz epóxica, que alcanzan resistencias superiores a las del acero. En México se han usado dispositivos disipadores de energía en varios edificios importantes. Sin embargo, en la mayoría de los casos se han usado equipos o patentes de procedencia extranjera, por los cuales se han pagado cantidades importantes. Lo mismo puede decirse de la utilización de las fibras de carbono o de los nuevos materiales, en general. Es muy importante, por lo tanto, que en el País se hagan esfuerzos por desarrollar tecnologías propias en el campo de la construcción de edificaciones Se ha empezado a trabajar en la UAM es el desarrollo de un sistema estructural con base en marcos y diagonales de un tipo especial, conocidas con el nombre de “contravientos restringidos contra pandeo”. Estudios analíticos realizados por el Dr. Amador Terán demuestran el gran potencial técnico y económico de este sistema estructural, que se ubica dentro del enfoque de diseño conocido como estructuras resistentes a daño. Es por esta característica de limitación del daño que el edificio G dedicado a los Laboratorios de CBI se está reparando con dicha técnica, pero el sistema empleado utiliza patentes extranjeras que hacen que sea caro para aplicarlo en forma masiva en edificios nuevos o en aquellos que deban repararse. El Dr. Terán y su grupo han llevado a cabo también algunos estudios experimentales de este sistema, pero han tenido que realizarlos en las instalaciones del Instituto de Ingeniería de la UNAM, ya que nuestro laboratorio no tiene suficiente 66
capacidad. Una buena parte del patrocinio otorgado a este proyecto por el Gobierno del Distrito Federal, se utilizó para el pago de derechos al Instituto de Ingeniería por el uso de sus instalaciones. El LGM que se está proponiendo en este documento resulta especialmente idóneo para realizar los ensayes necesarios para poder llevar estas ideas a escala industrial. En cuanto al uso de materiales compuestos de fibras de carbono en matriz epóxica, actualmente se está llevando a cabo un estudio sobre la utilización de torones de presfuerzo fabricados con este material, en vez del acero normal usado comúnmente para este fin. Aunque la parte experimental inicial puede llevarse a cabo en el laboratorio actual y en la mesa de presfuerzo existente, en etapas más avanzadas del estudio se requerirán instalaciones mayores, como las que aquí se proponen. Trabajos realizados a la fecha y logros principales A pesar de que las instalaciones del laboratorio actual son modestas, se han podido realizar en ellas trabajos meritorios tanto en el campo de la investigación como en el de la formación de recursos humanos. En esta sección se presentan los que se consideran los principales logros alcanzados en los últimos 15 años, aproximadamente, que es cuando se empezó a disponer de las primeras instalaciones que permitían trabajos de cierta envergadura. Investigación De acuerdo con las posibilidades del Laboratorio, las investigaciones experimentales se han enfocado al ensaye de elementos estructurales de acero, concreto y mampostería, con algunos casos de conexiones entre elementos y al de marcos sencillos. Ya que la ingeniería sísmica es una de las disciplinas prioritarias en Ingeniería Civil, se han hecho varios estudios de elementos estructurales sujetos a cargas cíclicas, que simulan las acciones sísmicas, y de reparación de elementos dañados por sismos. Las investigaciones realizadas han sido presentadas en artículos de revistas, ponencias de congresos nacionales e internacionales, conferencias y reportes técnicos. 67
Formación de recursos humanos El Laboratorio de Estructuras ha sido utilizado en forma intensa por los alumnos del Posgrado en Ingeniería Estructural que realizan sus tesis de maestría y doctorado con proyectos de tipo experimental. También los alumnos de la licenciatura en Ingeniería Civil han participado permanentemente en los proyectos experimentales llevados a cabo en el Laboratorio. El número de alumnos que han llevado a cabo sus talleres de ingeniería civil resulta impresionante: 195 alumnos tan sólo en los últimos cinco años. Desde el punto de vista cualitativo, se puede afirmar que el Laboratorio de Estructuras ha sido un elemento fundamental en el desarrollo de la vocación por la Ingeniería Civil en una buena parte de nuestros alumnos. Vinculación La importancia de la labor de investigación llevada a cabo en el Laboratorio queda reflejada en el hecho de que varias asociaciones e instituciones mexicanas han aportado recursos para hacer posible el estudio experimental de elementos y sub-ensamblajes de acero, concreto y mampostería. En la tabla A.1 se muestran los proyectos que han recibido patrocinio en los últimos dos años. La mayoría lo han recibido del Gobierno del Distrito Federal, a través de la Secretaría de Obras y Servicios y del Instituto para la Seguridad de las Construcciones en el Distrito Federal. Estos trabajos han tenido como objetivo general contribuir a las actualizaciones que se realizan al Reglamento para las Construcciones del D.F y sus Normas Técnicas Complementarias. Cabe señalar que varios profesores del Departamento de Materiales participan regularmente en las revisiones a estos documentos. También se han tenido patrocinios de industrias como Casas Geo, Cementos Moctezuma, Gerdau-Corsa, ANIVIP y NovaCeramic. El Instituto Mexicano de la Construcción en Acero (IMCA) ha hecho aportaciones en especie consistentes de elementos estructurales de acero para realizar investigaciones.
68
Los trabajos realizados en el Laboratorio de Estructuras han contribuido de manera importante al prestigio alcanzado por el Departamento de Materiales en el medio de la ingeniería estructural, incluyendo organizaciones internacionales. Varios de sus profesores participan en los consejos directivos de sociedades técnicas afines, son invitados a impartir conferencias en universidades nacionales y extranjeras, así como a asesorar a organismos gubernamentales en asuntos relacionados con la ingeniería estructural y a despachos de cálculo en el diseño de sistemas estructurales sismo-resistentes innovadores.
6.4.
Objetivo general
Contribuir al desarrollo de la ingeniería estructural a nivel global mediante la investigación experimental del comportamiento de sistemas estructurales que incorporen nuevas tecnologías, especialmente las que mejoren la respuesta sísmica.
6.5.
Objetivos específicos
Desarrollo de prácticas de Laboratorio para UEAS obligatorias y optativas del Área de Estructuras.
Desarrollo de pruebas experimentales para las UEAS en las que se enseña el comportamiento de los elementos estructurales (vigas, columnas, muros, etc.) construidos con diferentes materiales. Una observación constante por parte de los alumnos de Ing. Civil es que no pueden imaginar el comportamiento de las vigas y columnas debido a que los profesores no usan suficientes elementos audiovisuales, al llevarlos al laboratorio y hacerlos partícipes de la construcción y ensaye de elementos, se espera que puedan relacionar la teoría con el comportamiento físico y como resultado el porcentaje de aprobación aumente. Además, se ha observado que el trabajo que se lleva a cabo en los laboratorios es un factor esencial para despertar en los alumnos el espíritu de innovación.
69
Aportar información que contribuya a la seguridad estructural de las edificaciones de la ciudad de México.
El Reglamento de las Construcciones del D.F. y sus Normas Técnicas Complementarias son documentos que se encuentran relativamente bien actualizados con base en el conocimiento de las disciplinas relacionadas con la construcción. Sin embargo es necesario seguir realizando investigaciones al respecto, tanto por el avance en dicho conocimiento y el desarrollo de nuevas tecnologías, como por las características especiales de los sismos que afectan a la Ciudad y por las de los suelos en que se encuentra ubicada. •
Rehabilitación de estructuras
Muchas de las edificaciones existentes en el Distrito Federal necesitan ser rehabilitadas y/o reforzadas, ya sea porque en sismos pasados como el de septiembre de 1985 sufrieron daños y éstos no fueron reparados en forma adecuada, porque fueron construidos con reglamentos de diseño antiguos y no cumplen con las Normas Técnicas Vigentes, o porque al cambiar de uso el nivel de seguridad resulta inadecuado. En estos casos se encuentran edificaciones propiedad del Gobierno del Distrito Federal así como de muchas instituciones públicas incluida la Universidad Autónoma Metropolitana. En los diferentes campus de la UAM hay estructuras que requieren ser rehabilitadas estructuralmente para cumplir con las normas más modernas de seguridad estructural. Actualmente el programa de rehabilitación sísmica de nuestras instalaciones se encuentra detenido, entre otras razones, por su alto costo. Al contar con el laboratorio de grandes modelos, se promoverá el desarrollo de tecnologías innovadoras, permitirá reducir sustancialmente tanto los costos directos como los indirectos asociados a la rehabilitación estructural de gran número de construcciones en el Distrito Federal y en el país, particularmente las estructuras que son propiedad de Gobierno del Distrito Federal y de la UAM.
70
•
Contribuir a la excelencia en la formación de alumnos de licenciatura y posgrado de
la UAM-Azcapotzalco. El Laboratorio ofrecerá opciones educativas y de desarrollo profesional que no se contemplan explícitamente en los programas educativos de la mayoría de las instituciones nacionales. Será un polo de atracción para estudiantes de posgrado, nacionales y extranjeros, y contribuirá a generar un ambiente de calidad y modernidad que propicie la excelencia educativa en los programas de licenciatura. •
Contribuir al fortalecimiento de la relación universidad-industria a nivel nacional
El desarrollo tecnológico de un país se acelera cuando un porcentaje importante de los costos de investigación es financiado por la industria privada. Aunque en México apenas se está desarrollando una cultura en este sentido, puede señalarse que los profesores del Departamento de Materiales han establecido ya contactos importantes con empresas privadas que actualmente patrocinan varios de los estudios experimentales que se llevan a cabo en la actualidad. El contar con un laboratorio con las características señaladas en esta propuesta permitirá ampliar, en forma importante, la capacidad de realización de estudios de mayor envergadura e importancia. •
Fortalecer las relaciones intrainstitucionales.
Hoy en día, el desarrollo tecnológico de cualquier disciplina requiere de la interacción de profesionales y especialistas de varias disciplinas. Esto es particularmente cierto en cuanto al desarrollo de la ingeniería civil, que no sólo requiere del conocimiento de especialistas en el ramo (construcción, estructuras y suelos), sino de una amplia gama de profesiones que abarca, entre otros, especialistas en ingeniería de materiales, ingeniería de sistemas, computación, ingeniería mecánica, ingeniería industrial, arquitectura, diseño industrial, etc. El Laboratorio debe verse como una herramienta institucional que permitirá aglomerar los talentos de varios académicos de las diferentes divisiones de la Unidad Azcapotzalco y de las distintas unidades de la Universidad Autónoma Metropolitana, con el fin de plantear, 71
junto con la industria privada, proyectos concretos para el desarrollo tecnológico y socioeconómico de nuestro país. •
Fortalecer las relaciones interinstitucionales a nivel nacional
El Laboratorio permitirá al Departamento de Materiales consolidar su liderazgo en Ingeniería Estructural entre las instituciones de educación superior del país. Esto propiciará la realización de estudios, en colaboración con instituciones regionales, que abarquen desde soluciones estructurales elementales, dirigidas a mejorar la seguridad de poblaciones de pocos recursos, hasta el desarrollo de soluciones tecnológicas innovadoras que contemplen, a través de menores costos y una mayor confiabilidad estructural, el desarrollo económico nacional. •
Fortalecer las relaciones interinstitucionales a nivel internacional
El Laboratorio puede considerarse una instalación moderna, capaz de plantear estudios experimentales avanzados. Dentro de este contexto, podría preverse un enriquecimiento académico sostenido del Departamento a través de plantear estudios experimentales que sean atractivos a prestigiados académicos de otros países. El laboratorio apoyará a las UEA de las carreras de Ing. Civil, Ing. en Computación, Ing. Eléctrica. Ing. Electrónica, Ing. Física, Ing. Mecánica, e Ing. Metalúrgica, de acuerdo con la tabla A.2.
1142006 Mecánica de Sólidos I
X
1142020 Taller de Ingeniería Civil I
X
1142025 Laboratorio de Mecánica de Sólidos
X
72
X
X
X
Ing. Química
Ing. Metalúrgica
Ing. Mecánica
Ing. Industrial
Ing. Física
Ing. Electrónica
Ing. Eléctrica
Nombre de la UEA
Ing. en Computación
la UEA
Ing. Civil
Clave de
Ing. Ambiental
Tabla A.2 UEA que apoya el LGM
1143057 Elementos de Concreto
X
1143033 Elementos de Acero
X
1143018 Análisis Experimental de Esfuerzos
X
X
1143019 Esfuerzos
X
X
1143021 Ingeniería Sísmica
X
1143040 Concreto Presforzado
X
1143047 Diseño de Estructuras de Acero
X
1143048 Diseño de Estructuras de Concreto
X
1143054 Diseño de Estructuras de Mampostería
X
Laboratorio de Análisis Experimental de
1143024 Introducción a las estructuras I
X
1143026 Introducción a las estructuras II
X
Laboratorio de mecánica de la fractura 1146035 de los materiales metálicos
X
1123047 Diseño de instrumentos
X
1123042 Laboratorio de diseño de instrumentos
X
Laboratorio de instrumentación y control 1123050 mediante programación gráfica
X
1124049 Laboratorio de control
X
1124043 Automatización Industrial
X
6.6.
Descripción del laboratorio.
El concepto del LGM aquí propuesto está basado en el laboratorio de estructuras de la Universidad de California en Berkeley, desde luego con dimensiones más reducidas. La Figura A.3 ofrece vistas en planta y tridimensional del laboratorio. Como se muestra, incluye un piso de reacción estructurado con base en tres cajones de concreto postensado. Dichas secciones cajón aportan la rigidez requerida para no afectar adversamente con su deformación los desplazamientos medidos durante las pruebas experimentales. La losa superior de dichos cajones provee los espacios de trabajo que se requieren para el
73
desarrollo de las pruebas experimentales. En planta, el piso de reacción mide 12.40 x 18.30 metros, y en elevación tiene una altura de 3.60 metros.
Figura A.3 Proyecto conceptual del Laboratorio de Grandes Modelos
El piso de reacción tiene una red de anclajes espaciados a cada 50 cm en dos direcciones perpendiculares, lo que permite fijar en él los marcos o columnas de reacción, los dispositivos de carga y los especímenes por estudiar. La altura del laboratorio se propone de 14.40 m, lo cual permitiría el ensaye de un edificio de tres niveles a escala natural. Se propone utilizar una grúa viajera de 30 t de capacidad para poder mover los especímenes y columnas de reacción a lo largo y ancho del piso de reacción, hasta un marco de tres niveles y dos crujías. El funcionamiento adecuado del piso de reacción requiere de una cubierta que lo proteja del medio ambiente y que permita cerrar el espacio completo por razones de seguridad y de protección al equipo. Se ha pensado que la cubierta podría ser de tipo de armadura tubular tridimensional, o una cubierta ligera tipo velaria. El primer tipo permitiría cerrar mejor el espacio del laboratorio y colocar paneles solares, pero el segundo tendría un mayor
74
valor estético y, tal vez, simbólico, ya que no existen laboratorios de estructuras con este tipo de cubierta. En la figura A.4, se muestran dos proyectos, el primero en etapa de construcción y el segundo en la de prueba.
Figura A.4 a) Construcción del espécimen
6.7.
b) Etapa de ensaye
Cuadro de costos
En la tabla A.3 de costos, se describen las partidas necesarias para la formación del laboratorio. Tabla A.3 Costos. Concepto
Costo
Piso de reacción
$10,000,000.00
Nave
$4,000,000.00
75
Grúa viajera
$6,000,000.00
Equipo de carga
$8,000,000.00
Equipo de medición
$2,900,000.00
Sistema de presión
$2,250,000.00
Instalación eléctrica
$1,750,000.00
Instalación hidráulica y sanitaria
$200,000.00
Imprevistos
$3,000,000.00
Proyecto ejecutivo
$1,500,000.00
Total
6.8.
$39,600,000.00
Programa de adquisición.
La creación del Laboratorio de Grandes Modelos, requiere la preparación de un proyecto ejecutivo, que será la primera etapa, con una duración aproximada de tres meses. Simultáneamente, se puede comenzar con la compra de los equipos de carga, de medición y del sistema de presión ya que se conocen las características generales. Para iniciar la construcción del piso de reacción, la nave y la grúa viajera, se necesita tener el proyecto ejecutivo terminado. Las instalaciones eléctricas (lámparas y computadoras) así como las instalaciones hidráulicas, se dejan al final cuando el laboratorio esté prácticamente concluido. La tabla A.4 muestra el cronograma en función de los trimestres Tabla A.4 Cronograma de adquisiciones. Cronograma Concepto
16P 16O 17I 17P 17O 17I 17P 17O 76
Piso de reacción Nave Grúa viajera Equipo de carga Equipo de medición Sistema de presión Instalación eléctrica Instalación hidráulica y sanitaria Imprevistos Proyecto ejecutivo
6.9.
Impacto esperado en los indicadores
Los egresados de la Licenciatura en Ingeniería Civil deben estar capacitados en las técnicas de construcción más modernas que incluyen la incorporación de nuevos materiales de construcción como son los materiales compuestos (fibra de carbono y las resinas epóxicas), y con dispositivos de control de la respuesta sísmica, como aisladores sísmicos, amortiguadores, disipadores de energía, entre otros. Con el Laboratorio, el tiempo que les toma a los alumnos de Proyecto de Integración en Ingeniería Civil que deciden hacer proyectos experimentales, se reducirá de manera importante ya que se contará con los suficientes espacios físicos para albergar a los estudiantes, y por otro lado, se dispondrá del equipamiento idóneo. Para los alumnos de proyecto terminal de carreras como Ing. en Electrónica tienen la oportunidad de desarrollar de manera profesional sistemas de comunicación. Una de las debilidades que los empleadores mencionan con más frecuencia en los egresados de las carreras de ingeniería es la falta de conocimientos y habilidades prácticas. Consideran que su formación teórica es adecuada, pero que la deben complementar con aspectos prácticos. El LGM puede 77
contribuir de manera relevante para que los alumnos adquieran estas habilidades prácticas, ya que estarían trabajando de manera directa en la fabricación de materiales, en la construcción de especímenes de ensayes, en la realización de pruebas, en la interpretación de resultados, en el diseño de experimentos y otros temas similares. Este tipo de trabajo despierta, según se ha podido comprobar, su vocación y su motivación, lo cual redundará seguramente en formar egresados con una preparación más completa, más interesados en sus carreras profesionales y con deseos de terminar su periodo escolar en menor tiempo para incorporarse con mayor seguridad al mercado laboral. La meta es que nuestros egresados de las 10 licenciaturas de la División encuentren empleo en corto plazo, que éstos estén bien remunerados y que estén en plena concordancia con os estudios que cursó. El éxito de empleo de nuestros egresados está en función de la actualización de los Planes y Programas de Estudio, entre otros factores. Adicionalmente, nuestros laboratorios actualizados nos permitirán proporcionar servicios especializados a la industria, esto es favorable porque se conocen los requerimientos de la industria de primera mano, además de obtener otro beneficio que es la inserción de nuestros alumnos en los proyectos industriales y de servicio. Todo esto impactará de manera positiva en los indicadores del Plan de Desarrollo Institucional de la UAM: Eficiencia terminal en doce trimestres (D1.1-1), b) Eficiencia terminal de licenciatura por plazo máximo reglamentario (D1.1-2), c) Egresados en relación a nuevo ingreso de licenciatura (D1.1-3), d) Eficiencia termina en 14 trimestres de licenciatura (D1.1-4), e) Tiempo promedio excedente para concluir estudios de licenciatura (D1.2-5), f) Empleo de los egresados de licenciatura (D1.5-12), g) Planes de Estudio evaluables de licenciatura (D1.6-14.1), h) Matrícula en planes de calidad de licenciatura (1.6-14.2), i) Actualización de Planes y Programas de licenciatura (D1.8-16). 6.10. Referencias
78
Reflexiones para construir un futuro deseado (2015), Informe de la comisión encargada de revisar los indicadores del Plan de Desarrollo Institucional 2011-2024, Universidad Autónoma Metropolitana. Informe de actividades de 2014, Director de División de Ciencias Básicas e Ingeniería.
79
80
81
82
83
7. Anexo B. Laboratorio de Hidráulica
7.1. Título Laboratorio de hidráulica
7.2.
Resumen
Para este laboratorio, se propone la compra de dos equipos profesionales para el fortalecimiento de espacios de docencia. Los equipos seleccionados, complementan los bancos de pruebas actualmente utilizados en materia de hidráulica. Se propone la compra de un canal hidráulico y un banco de comparación de bombas y turbinas. Los equipos permitirán incrementar las prácticas que hasta el momento pueden ser realizadas, así como la renovación de los contenidos de la UEA. Los alumnos en el área de especialidad de hidráulica contarán con herramientas que, por una parte les faciliten culminar sus estudios mediante el desarrollo de sus proyectos de integración para su titulación, y por otra adquiriendo conocimientos prácticos que les faciliten su integración al campo laboral.
7.3.
Antecedentes
El Departamento de Energía atiende trimestralmente entre 170 y 190 grupos, equivalente a 3,500 alumnos por trimestre. Alrededor del 10% de los grupos pertenecen a UEA de Talleres y Laboratorios, donde se inscriben en promedio 260 alumnos por trimestre. Actualmente y desde la creación de los laboratorios del Departamento de Energía, se han construido algunos equipos experimentales de docencia de forma artesanal, principalmente mediante proyectos de integración que sirven de titulación a los alumnos. Sin embargo, estos no cuentan con las características de calibración y tiempo de vida útil que tiene un equipo profesional. La construcción de un equipo de docencia, requiere de diferentes áreas de especialidad, tales como la térmica, la mecánica, la eléctrica o la electrónica, entre otras, dificultando la elaboración de equipos de marca propia. Por lo anterior y en 84
la búsqueda de profesionalizar los laboratorios, la presente propuesta consiste en la compra de dos equipos que estratégicamente, permitirán al Departamento de Energía contribuir al fortalecimiento de la docencia a nivel divisional. La renovación de equipos del laboratorio de hidráulica, consiste en la incorporación de equipos nuevos diseñados para docencia y que por sus costos no pueden ser adquiridos con presupuesto regular. Los equipos sugeridos para esta renovación, son: un canal hidráulico y un banco de comparación de bombas y turbinas.
7.4.
Justificación
Actualmente se cuenta con un canal hidráulico, construido hace más de 20 años y requiere ser sustituido, porque no cuenta con los elementos y características necesarias para abordar UEA actuales. A pesar del carácter optativo de las UEA, resultan muy importantes dentro del área de especialización en hidráulica para los ingenieros civiles, y en menor medida en optativas para mecánicos, ambientales y químicos. El dispositivo experimental de canal propuesto, permitirá incrementar las prácticas la UEA 1134005 Laboratorio de hidráulica de canales y cumplir con todo el contenido. Se podrán realizar prácticas de las UEA 1132087 Hidráulica fluvial, 1132088 Hidráulica Marítima, 1132089 Modelos Hidráulicos y 1134007 Presas [B.1]. Las dimensiones y accesorios del canal propuesto, facilitan el desarrollo de prácticas relacionadas con el depósito y socavación de sedimentos bajo la interacción de estructuras hidráulicas, respuesta de estructuras con interacción de oleaje, interacción de fuerzas en cortinas de embalses. Para este caso, las licenciaturas que se pretende fortalecer principalmente son Ingeniería civil y mecánica en el área de especialidad de hidráulica. También, se sugiere la compra de un equipo de comparación de tipos de bombas y turbinas, con el objetivo de extender el alcance de UEA que actualmente abordan estos dispositivos exclusivamente de forma teórica. Este mismo banco, permite la incorporación y estudio de turbinas hidráulicas tanto de acción y reacción, también 85
aplicadas en la industria. Las UEA fortalecidas con la incorporación de este banco, son Laboratorio de termofluidos I y II (1132064 y 1132065), 1134002 Hidráulica de Tuberías, 1132041 Taller de instalaciones Industriales, 1132048 Turbomaquinaria, 1134007 Presas, entre otras relacionadas al campo hidráulico; involucradas con las carreras de Ingeniería química, física, mecánica, civil y ambiental [B.1].
7.5.
Objetivo general
Fortalecer la infraestructura de las UEA relacionadas con la Hidráulica
7.6.
Objetivos específicos
Adquirir equipos nuevos con tecnología de punta para mejorar la profesionalización de los recursos humanos en formación. La siguiente tabla muestra las UEA y el impacto en las licenciaturas [B.1]:
Civil
Química
Física
UEA
Mecánica
Clave
Ambiental
Licenciatura en Ingeniería
1134005
Laboratorio de hidráulica de canales
1134003
hidráulica de canales
Canal
1132087
Hidráulica fluvial
X
Hidráulico
1132088
Hidráulica Marítima
X
1132089
Modelos hidráulicos
X
1134007
Presas
X
1132064
Laboratorio de termofluidos I
X
Banco de
1132065
Laboratorio de termofluidos II
X
comparación
1134002
Hidráulica de tuberías
X
X
X
X
X
de bombas y
1134004
Laboratorio de Hidráulica de tuberías
X
X
X
X
X
turbinas
1132041
Taller de instalaciones industriales
X
1132048
Turbomaquinaria
X
86
X X
X
X
La adquisición de estos equipos admitirá la elaboración de proyectos de integración en la modalidad de investigación, con posibilidades de vinculación a la industria debido a su carácter técnico. Lo anterior, facilitará a los recién egresados el integrarse al mercado laboral con mayor experiencia profesional práctica.
7.7.
Descripción del laboratorio.
Los equipos propuestos serán instalados en el Laboratorio de Termofluidos, ubicado en el edificio 2P, planta baja; zona a cargo del Departamento de Energía. No obstante, el espacio y los equipos se encontrarán disponibles para cualquier profesor o alumno afín y que cumpla con la capacitación necesaria para su uso. Para la integración de este laboratorio se sugiere la compra de los equipos descritos a continuación:
Canal de ensayos hidráulicos
Banco de comparación de bombas y turbinas
El canal de ensayos hidráulicos permite experimentar los fenómenos del flujo en canales a superficie libre; más específicamente, el comportamiento del agua y su interacción con estructuras de control, mediciones de flujo, pérdidas de energía, cambios de sección transversal y longitudinal en la geometría, oleaje, transporte de sedimentos, entre otros (Ver figura B.2).
87
Figura B.1 Canal de ensayos hidráulicos [B.2]
El canal hidráulico cuenta con los siguientes accesorios:
Presa de rebosadero con salida de salto
Presa de protección regulable
Presa de placas
Presa de cresta ancha
Presa trapezoidal
Presa de sifón
Presa sumergible
Presa de regulación radial
Generador de olas
Dispositivo de medición Venturi
Elementos de extensión, 2.5 m
Dispositivo de medición de nivel
El banco de comparación de bombas cuenta con las siguientes características:
Unidad de alimentación de turbinas
Turbina Pelton 88
Turbina de acción
Turbina de reacción
Bomba de engranes
Bomba de émbolos
Bomba centrífuga
Redes de tuberías
Este banco de ensayos ofrece a los estudiantes la posibilidad de comparar el funcionamiento de diferentes tipos de bombas y turbinas. Este equipo consta de un motor trifásico con número de revoluciones variable, y con sentido de giro reversible. Donde las mediciones son respaldadas y visualizadas mediante un software de adquisición de datos, mostrado en la figura B.2.
Figura B.2 Banco de comparación de bombas y turbinas hidráulicas [B.3]
7.8.
Cuadro de costos
89
Equipo experimental de docencia
Costo total
Canal hidráulico
$6,997,096.80
Banco de comparación de bombas y
$3,717,015.18
turbinas
7.9.
Programa de adquisición con cronograma.
Los tiempos de entrega de los bancos de pruebas se muestran en la siguiente tabla Equipo experimental de docencia
Tiempo de entrega (días naturales)
Canal hidráulico
160
Banco de comparación de bombas y
180
turbinas
7.10. Impacto esperado en los indicadores Incrementar la oferta de grupos y el número de alumnos inscritos en las UEA obligatorias y optativas del área de hidráulica. Elevar el porcentaje de alumnos de ingeniería civil que se gradúan con preferencia en el área de concentración en hidráulica. Se permitirá realizar investigación básica para el desarrollo de proyectos de integración que permitirán generar conocimiento publicable en congresos nacionales e internacionales arbitrados, así como artículos en revistas indizadas.
90
Indicador Disminuir el tiempo de egreso de los estudiantes de las siguientes ingenierías : civil, mecánica, ambiental, física y química de la DCBI-A. Se espera que impacte directamente en la realización de proyectos de integración, en la mayor disponibilidad de horarios y mayor número de alumnos por grupo. Incrementar el número de proyectos de integración relacionados con conocimientos de hidráulica en las licenciaturas mencionadas. Elevar el proceso de enseñanza-aprendizaje, ya que algunas UEA por el momento son solamente teóricas, y se pueden modificar para que sean teórico-prácticas. Mejorar el porcentaje de egresados de CBI que se hayan capacitado en estas instalaciones. Mejorar el porcentaje de egresados que sean aceptados en programas de posgrado. Mejorar el tiempo en el que los egresados de CBI se insertan en el mercado laboral.
7.11. Referencias [B.1] UAM Azcapotzalco, "CBI en línea," 2016. [Online]. Available: http://cbi.azc.uam.mx/es/CBI/Licenciaturas. [B.2] GUNT, "G.U.N.T. - Equipment for engineering education," 2016. [Online]. Available: http://www.gunt.de/static/s3288_3.php?p1=&p2=&pN=;;#. [B.3] GUNT, "G.U.N.T. - Equipment for engineering education," 2016. [Online]. Available: http://www.gunt.de/static/s3305_3.php?p1=&p2=&pN=;;.
91
92
93
8. Anexo C. Laboratorio de Conversión de Energía
8.1.
Título
Laboratorio de procesos de conversión de energía
8.2.
Resumen
Para este laboratorio, se propone la compra de tres equipos profesionales para el fortalecimiento de espacios de docencia. Los equipos seleccionados, consolidan la formación en materia de energía para diferentes licenciaturas. Se propone la compra una planta de generación de potencia eléctrica, una planta de producción de bioetanol y un equipo de incorporación de tecnologías renovables a la red eléctrica (Smart grid). Los equipos permitirán incrementar las prácticas que hasta el momento pueden ser realizadas, así como la renovación de los contenidos de la UEA. Los alumnos en el área de especialidad de energía contarán con herramientas que, por una parte les faciliten culminar sus estudios mediante el desarrollo de sus proyectos de integración para su titulación, y por otra adquiriendo conocimientos prácticos que les faciliten su integración al campo laboral.
8.3.
Antecedentes
El Departamento de Energía atiende trimestralmente entre 170 y 190 grupos, equivalente a 3,500 alumnos por trimestre. Alrededor del 10% de los grupos pertenecen a UEA de Talleres y Laboratorios, donde se inscriben en promedio 260 alumnos por trimestre. Actualmente y desde la creación de los laboratorios del Departamento de Energía, se han construido algunos equipos experimentales de docencia de forma artesanal, principalmente mediante proyectos de integración que sirven de titulación a los alumnos. Sin embargo, estos no cuentan con las características de calibración y tiempo de vida útil que tiene un equipo profesional. La construcción de un equipo de docencia, requiere de diferentes áreas de especialidad, tales como la térmica, la mecánica, la eléctrica o la electrónica, entre otras, dificultando la elaboración de equipos de marca propia. Por lo anterior y en 94
la búsqueda de profesionalizar los laboratorios, la presente propuesta consiste en la compra de dos equipos que estratégicamente, permitirán al Departamento de Energía contribuir al fortalecimiento de la docencia a nivel divisional. La elaboración del laboratorio de procesos de conversión de energía, consiste en la incorporación de equipos nuevos diseñados para docencia y que por sus costos no pueden ser adquiridos con presupuesto regular. Los equipos sugeridos para este laboratorio son: una planta de generación de potencia térmica, una planta de producción de etanol y un banco de redes inteligentes.
8.4.
Justificación
Actualmente, se cuenta con equipos de servicio que sirven en el estudio de sistemas complejos de ingeniería. No obstante, mediante la compra de los equipos sugeridos se podrá realizar el estudio de sistemas industriales relevantes para la formación de ingenieros especializados en el área de energía. Con la compra de estos equipos se permite el fortalecimiento especializado en materia energética para todas las ingenierías excluyendo a Ingeniería en Computación. La planta de generación de potencia eléctrica de 1.5kW permitirá abordar UEA que actualmente resultan teóricas tales como: 1132052 Procesos de conversión de energía, 1132091 Diseño de sistemas energéticos, 1137006 Termodinámica aplicada, 1137015 Instalaciones Industriales, 1132041 Taller de instalaciones Industriales, 1132048 Turbomaquinaria [1]. La planta de generación de potencia eléctrica, facilita el desarrollo de prácticas relacionadas con el balance de energía en sistemas abiertos. Para este caso, las licenciaturas que se pretende fortalecer incluyen a todas las ingenierías excepto computación. También, se sugiere la compra de una planta de producción de bioetanol, con el objetivo de extender el alcance de las UEA que actualmente abordan estos dispositivos exclusivamente de forma teórica. Esta planta, permite el estudio del proceso de producción de bioetanol a escala de laboratorio, con los componentes presentes en una instalación industrial. Las UEA fortalecidas con la incorporación de 95
esta planta, son: 1135088 Procesos Biológicos en Ingeniería Ambiental, 1137016 Ingeniería de Biorreactores, 1137017 Laboratorio de Ingeniería de Biorreactores, 1136018 Aplicaciones de Ecología Industrial, entre otras relacionadas al campo de la energía; involucradas con las carreras de Ingeniería química, física, mecánica, y ambiental [C.1]. Finalmente, se propone la compra de un equipo didáctico para la enseñanza de control de redes inteligentes de transmisión de energía eléctrica, provenientes de fuentes renovables de energía. Con la compra de este equipo, se facilitará la enseñanza y desarrollo de prácticas para las UEA de 1132094 Energía Eólica Aplicada, 1131065 Energía Fotovoltaica, 1131088 sistemas de generación eólica, 1132099 Taller de fuentes de energía alterna, 1131031 Redes de distribución, 1132093 Laboratorio de energía solar. Para este caso, se fortalece la licenciatura de Eléctrica; sin embargo, por la versatilidad del equipo es posible trabajar con licenciaturas de Física, Mecánica y Ambiental.
8.5.
Objetivo general
Fortalecer la infraestructura de las UEA relacionadas en la especialidad de energía
8.6.
Objetivos específicos
Adquirir equipos nuevos con tecnología de punta para mejorar la profesionalización de los recursos humanos en formación. La siguiente tabla muestra las UEA y el impacto en las licenciaturas [C.1]:
96
Tabla C1. Impacto en las Licenciaturas de la DCBI-A
Eléctrica
132091
Química
Planta de
Física
1132052
UEA
Mecánica
Número
Ambiental
Licenciatura en Ingeniería
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Procesos de conversión de energía Diseño de sistemas energéticos
generación
1137006 Termodinámica aplicada
de Potencia
1137015 Instalaciones Industriales
X
1132048 Turbomaquinaria
X
1.5 kW
1132041
132091 Planta de
1137017
BIOETANOL
1136018
Banco de ensayos para
X
Procesos Biológicos en Ingeniería Ambiental
X X
Laboratorio de Ingeniería de X
Biorreactores Aplicaciones de Ecología
X
Industrial
1132094 Energía Eólica Aplicada
X
1131065 Energía Fotovoltaica
X
1131088 sistemas de generación eólica
X
redes inteligentes
X
Industriales
1137016 Ingeniería de Biorreactores
producción de
Taller de instalaciones
1132099
Taller de fuentes de energía X
alterna
1131031 Redes de distribución 97
X
1132093 Laboratorio de energía solar
X
La adquisición de estos equipos admitirá la elaboración de proyectos de integración en la modalidad de investigación, con posibilidades de vinculación a la industria debido a su carácter técnico. Lo anterior, facilitará a los recién egresados el integrarse al mercado laboral con mayor experiencia profesional práctica.
8.7.
Descripción del laboratorio.
Los equipos propuestos serán instalados en el Laboratorio de Termofluidos, ubicado en el edificio 2P, planta baja; zona a cargo del Departamento de Energía. No obstante, el espacio y los equipos se encontrarán disponibles para cualquier profesor o alumno afín y que cumpla con la capacitación necesaria para su uso. Para la integración de este laboratorio se sugiere la compra de los equipos descritos a continuación:
Planta de generación de potencia eléctrica de 1.5kW
Planta de producción de BIOETANOL
Banco de ensayos de Redes inteligentes (Smart Grid)
La planta de generación tiene como principal objetivo la formación técnica en el área de la tecnología de las centrales eléctricas y máquinas motrices y máquinas generatrices, y ofrece múltiples ensayos para familiarizarse con los procesos de funcionamiento de una central térmica de vapor. Una caldera de vapor de paso continuo calentada por aceite genera vapor húmedo que se convierte en vapor seco mediante un sobrecalentador. Debido al breve tiempo de calentamiento de la caldera es posible generar vapor rápidamente. La turbina se carga con un generador. La potencia de la turbina es determinada a través 98
del número de revoluciones y el par. Después de la turbina, el vapor es condensado y realimentado a la caldera. El circuito de agua de alimentación está equipado con una planta completa de tratamiento de aguas, que consta de un intercambiador iónico regenerable y de una dosificación de productos químicos. Los sensores registran la temperatura, la presión, el número de revoluciones y el caudal en todos los puntos relevantes. Los valores medidos se pueden leer en displays. Los valores se pueden almacenar y procesar con ayuda de un software para la adquisición de datos. La planta de ensayo se construye según las normas de seguridad legales y dispone de las instalaciones de seguridad prescritas (ver figura C.1).
Figura C.3 Planta de generación de potencia eléctrica de 1.5kW [C.2]
La planta de generación de potencia, cuenta con las siguientes especificaciones:
Central térmica de vapor a escala de laboratorio
Generador de vapor calentado por aceite con sobrecalentador eléctrico
Turbina axial de una etapa con turbina Curtis, funcionamiento de vacío o de escape
Generador de corriente continua como carga para la turbina 99
Condensador refrigerado por agua
Tratamiento de agua de alimentación
Software GUNT para la adquisición de datos a través de USB en Windows Vista o Windows 7
Supervisión y control de la central a través del PLC integrado
Toma de agua de refrigeración 10m³/h o torre de refrigeración ET 830.01/ET 830.02 necesaria
Por su parte, la planta de producción de biotecnológica de etano es adecuada para la formación profesional y estudiantil en las ramas de ingeniería de procesos químicos e ingeniería de procesos biológicos. El bioetanol es el biocombustible líder a nivel mundial y lo seguirá siendo por mucho tiempo. Los estudiantes aprenderán todo sobre el proceso desde las materias primas hasta el producto final. Pueden experimentar en vivo y en directo la realización de diversos procesos como, por ejemplo, la trituración, la fermentación o rectificación. Además, podrán vislumbrar las condiciones y posibilidades de la interconexión técnica, temática y energética de procesos referentes a un determinado método. El control de la planta mediante PLC les ayudará a aprender el manejo de sistemas técnicos complejos (ver figura C.2).
100
Figura C.4 Planta de producción biotecnológica de etanol [C.3]
Finalmente, se propone la compra de un banco de ensayos para redes inteligentes. Este equipo tiene como principal objeto demostrar los principios de control utilizados para el manejo de plantas de generación de energía eléctrica descentralizadas mediante el concepto de Red inteligente ó “Smart Grid”. Un smart grid consiste en un conjunto de elementos eléctrico-electrónicos que permiten realizar una gestión flexible del suministro eléctrico necesario para posibilitar compatibilidad de la creciente generación de energías renovables. Una Smart Grid, se vale de emplear tecnología de informática moderna tal como sensores, unidades de control, internet y equipos de transmisión inalámbrica. El equipo consta de una red de tres tipos de fuentes generadoras de energía tales como: Energía solar fotovoltaica, central eléctrica de bombeo y eólica. Para el caso de la parte eólica, este equipamiento analiza la estructura y el funcionamiento de las modernas plantas eólicas. Permite simular la influencia de la velocidad del viento y la estructura mecánica de la central eólica con fidelidad a los detalles por medio del banco de pruebas de servomotores y el software WindSim. La unidad de control de la máquina asíncrona de doble alimentación (el generador 101
de la planta eólica) permite un servicio confortable y la visualización de los procesos durante la experimentación. Algunos de los contenidos de aprendizaje que pueden abordarse mediante este equipo son:
Comprensión de la estructura y el funcionamiento de las modernas plantas eléctricas eólicas
Estudio de los fundamentos físicos: “Del viento a las ondas”
Aprendizaje de diferentes conceptos relacionados con las plantas eléctricas eólicas
Estructura y puesta en marcha de un generador asíncrono de alimentación doble
Servicio del generador con intensidades variables de viento y regulación de la tensión y frecuencia de salida
Determinación de los puntos de operación óptimos frente a condiciones atmosféricas variables
Análisis de la respuesta ante fallos de la red (“fault ride through“)
Figura C.5 Estructura del banco de ensayos de redes inteligentes [4]
Para la simulación de una planta de generación fotovoltaica, el equipo cuenta con módulos que también en ausencia de luz natural, permiten llevar a cabo 102
experimentos recurriendo a emuladores. Aquí se analizan de manera cercana a la práctica la estructura de las instalaciones fotovoltaicas que operan en paralelo a la red. Para la estabilización del suministro de corriente eléctrica se recurre a técnicas de reducción de potencia del inversor y a la utilización, en la red local, de un transformador regulable. Para el caso de la central eléctrica de bombeo, cuenta con un módulo de simulación. En las centrales de bombeo la electricidad se almacena en forma de energía potencial de agua. Tras la reconversión de dicha energía potencial en electricidad, esta vuelve a alimentar la red. Con el auge de las energías renovables, estas centrales se han convertido en acumuladores de energía necesarios e imprescindibles en las redes inteligentes de alta calidad. En este módulo es posible abordar el siguiente contenido:
Funcionamiento de las centrales eléctricas de bombeo
Arranque y sincronización de máquinas síncronas
Regulación manual de potencia: operación como generador o motor
Regulación semiautomática de la potencia activa y reactiva
Las centrales eléctricas de bombeo en la red inteligente
Compensación completamente automática de una potencia activa y reactiva medida por medios externos
8.8.
SCADA: Control y regulación de la instalación
Cuadro de costos Equipo experimental de docencia
Costo total
Planta de generación de potencia eléctrica
$14,286,863.71
Planta de producción biotecnológica de
$5,588,114.4
etanol 103
Banco de ensayos para redes inteligentes
8.9.
$7,200,000
Programa de adquisición con cronograma.
Los tiempos de entrega de los bancos de pruebas se muestran en la siguiente tabla Equipo experimental de docencia
Tiempo de entrega (días naturales)
Planta de generación de potencia eléctrica
180
Planta de producción biotecnológica de
180
etanol Banco de ensayos para redes inteligentes
180
8.10. Impacto esperado en los indicadores Incrementar la oferta de grupos y el número de alumnos inscritos en las UEA obligatorias y optativas del área de la energía. Elevar el porcentaje de alumnos de ingeniería que se gradúan con preferencia en el área de concentración en hidráulica. Se permitirá realizar investigación básica para el desarrollo de proyectos de integración que permitirán generar conocimiento publicable en congresos nacionales e internacionales arbitrados, así como artículos en revistas indizadas.
En la Tabla C1 se presenta el impacto que tendrá el Laboratorio de Conversión de Energía.
104
Tabla C1. Impacto sobre Indicadores
Indicador
Disminuir el tiempo de egreso de los estudiantes de las ingenierías mecánica, ambiental, eléctrica, química y física, de DCBI-A. Se espera que impacte directamente en proyectos de integración, mayor disponibilidad de horarios y mayor número de alumnos por grupo. Incrementar el número de proyectos de integración relacionados con conocimientos sobre energía y recursos energéticos en las licenciaturas mencionadas. Elevar el proceso de enseñanza-aprendizaje, ya que algunas UEA por el momento son solamente teóricas, y se pueden modificar para que sean teórico-prácticas. Mejorar el porcentaje de egresados de las licenciaturas impartidas en este laboratorio y que se hayan capacitado en estas instalaciones. Mejorar el porcentaje de egresados que sean aceptados en programas de posgrado. Mejorar el tiempo en el que los egresados de CBI se insertan en el mercado laboral.
105
8.11. Referencias
[C.1] UAM
Azcapotzalco,
«CBI
en
línea,»
2016.
[En
línea].
Available:
http://cbi.azc.uam.mx/es/CBI/Licenciaturas. [C.2] GUNT, «Central Térmica de vapor de 1.5kW,» G.U.N.T. - Equipment for engineering education, [En línea]. Available: http://www.gunt.de/static/s3251_3.php?p1=&p2=&pN=;;. [Último acceso: Marzo 2016]. [C.3] GUNT, «Producción Biotecnológica de Bioetanol,» G.U.N.T. - Equipment for engineering education, 2016. [En línea]. Available: http://www.gunt.de/static/s3336_3.php?p1=&p2=&pN=;;. [Último acceso: Marzo 2016]. [C.4] Lucas-Nulle, «Tecnología de Ingeniería Eléctricas, Energías Renovables y «Smart Grid» («red inteligente»),» [En línea]. Available: https://www.lucas-nuelle.es/2273/apg/4508/eSmartGride-Redes-inteligentes-de-corriente.htm. [Último acceso: marzo 2016].
106
107
108
9. Anexo D. Laboratorio de Comunicaciones Avanzadas
9.1. TÍTULO DEL PROYECTO Laboratorio Divisional de Docencia de Comunicaciones Avanzadas 9.2.
RESUMEN
En este documento se presenta la propuesta de un proyecto para el equipamiento, acondicionamiento y puesta en marcha de un laboratorio Divisional de docencia de comunicaciones avanzadas, el cual se ubicará en el edificio F tercer piso (espacios F-301, F302 y F-303) y contará con equipo de vanguardia para atender diversas UEA de las diferentes carreras de la División de CBI (en especial las de la carrera de Ingeniería en Electrónica). Este proyecto, el cual se trata de una adecuación a un laboratorio existente, pretende proveer a los alumnos con herramientas que les faciliten alcanzar el éxito en su vida profesional, además de coadyuvar al mejoramiento de los indicadores institucionales relacionados al tiempo de egreso.
9.3.
ANTECEDENTES
Es innegable que los sistemas de telecomunicaciones y los servicios que estos ofrecen juegan un papel fundamental en las actividades productivas del país y para mejorar el bienestar de la población. En este sentido, un rezago en el acceso, calidad y diversidad en los servicios de telecomunicaciones, tiene un impacto directo en la productividad y desarrollo de cualquier país. La situación de México en cuanto a infraestructura y penetración de los diferentes servicios de Telecomunicaciones se resume a continuación: De acuerdo al Informe Mundial sobre Tecnología de la Información 2013 del Foro Económico Mundial (WEF, por las siglas en inglés de “World Economic Forum”), México ocupa la posición 82 de 142 países en cuanto a competitividad de la infraestructura en 109
telecomunicaciones y contenido digital y ocupa la posición 63 de 144 países en cuanto al Índice Global de Conectividad [D.3]. Según el Módulo sobre Disponibilidad y Uso de las Tecnologías de la Información en los Hogares 2012 del INEGI, el 35 % de la población no tiene acceso a red de fibra óptica, sólo el 26 % de los hogares están conectados a Internet y 39.8 % de la población es usuaria del servicio, posicionando a México entre los países más bajos de Latinoamérica [D.4]. Por otra parte, la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) a través del documento “Communication Outlook 2013” informa que la penetración de la telefonía móvil de México es de 86.6 líneas por cada 100 habitantes, mientras Chile alcanzó 129.7; además, entre los países de la OCDE México se encuentra en los últimos lugares de penetración de banda ancha, pues tiene 11.1 % en banda ancha fija y 9.6 % en banda ancha inalámbrica con una velocidad promedio de 5.1 Mbps, mientras que el equivalente en Chile registró 14.8 Mbps. En cuanto a los servicios de telefonía fija (en 2012) y televisión de paga (a junio de 2013), COFETEL informó que México registró una penetración del 17.2% y 12.2%, respectivamente [D.5]. Respecto al costo por megabit por segundo (Mbps), la OCDE informó que a septiembre de 2012, México reportó el precio más alto (1.69 USD por Mbps, mientras que en países como Japón el costo resultó tan bajo como 0.04 USD por Mbps). Para revertir esta situación, el 10 de junio de 2013, se promulgó la Reforma Constitucional en Telecomunicaciones, la cual se concentra en promover la competencia efectiva en todos los segmentos de este sector, con el propósito de asegurar la cobertura universal (y alta calidad en los contenidos) de los servicios de televisión, radio, telefonía y datos a precios accesibles. En este contexto, el Plan Nacional de Desarrollo 2013-2018 (PND) tiene como objetivo democratizar el acceso a los servicios de telecomunicaciones [D.1]. La estrategia definida en el PND para alcanzar este objetivo consiste en impulsar el desarrollo e innovación tecnológica de las telecomunicaciones que promueva la competencia y amplíe la cobertura y accesibilidad a mejores servicios, buscando la reducción de costos y la eficiencia de las comunicaciones. En este contexto, los objetivos del Programa Sectorial de Comunicaciones y Transportes 2013-2018 (PSCT) en materia de telecomunicaciones, están alineados a los objetivos del PND para evitar duplicidad de acciones y priorizar aquellos 110
retos que el país requiere atender para mejorar su competitividad, productividad y calidad de vida de la población mexicana [D.2]. Entre las líneas de acción definidas en el PND y consideradas, también, en el PSCT para dar soporte a esta estrategia se encuentran las siguientes [D.1]: Promover mayor oferta de los servicios de telecomunicaciones, así como la inversión privada en el sector, con el que se puedan ofrecer servicios electrónicos avanzados que mejoren el valor agregado de las actividades productivas. Fomentar el uso óptimo de las bandas de 700 MHz y 2.5 GHz bajo principios de acceso universal, no discriminatorio, compartido y continuo. Desarrollar e implementar la infraestructura espacial de banda ancha, incorporando nuevas tecnologías satelitales y propiciando la construcción de capacidades nacionales para las siguientes generaciones satelitales. Aumentar el uso del Internet mediante el desarrollo de nuevas redes de fibra óptica que permitan extender la cobertura a lo largo del territorio nacional. Crear un programa de banda ancha que establezca los sitios a conectar cada año, así como la estrategia para conectar a las instituciones de investigación, educación, salud y gobierno que así lo requieran, en las zonas metropolitanas que cuentan con puntos de presencia del servicio de la Red Nacional de Impulso a la Banda Ancha. Promover participaciones público-privadas en el despliegue, en el desarrollo y en el uso eficiente de la infraestructura de conectividad en el país. Continuar y ampliar la Campaña Nacional de Inclusión Digital. Crear un programa de trabajo para dar cabal cumplimiento a la política para la transición a la Televisión Digital Terrestre. Promover la competencia en la televisión abierta. Desarrollar e implementar un sistema espacial de alerta temprana que ayude en la prevención, mitigación y respuesta rápida a emergencias y desastres naturales.
111
Contribuir a la modernización del transporte terrestre, aéreo y marítimo, a través de la implementación de un sistema espacial basado en tecnología satelital de navegación global.
Por otra parte, las tendencias tecnológicas muestran que el mercado de las telecomunicaciones y de los dispositivos portátiles de comunicación personal continúa en aumento. Se prevé que este crecimiento continúe en el futuro debido al desarrollo del Internet de las cosas y a la alta demanda de las redes sociales y de los servicios de video de flujo continuo (Youtube, Netflix, entre otros), además de los servicios que actualmente ofrecen las diferentes redes de comunicaciones; servicios tales como telefonía celular, Internet, redes sociales, paquete triple (telefonía, televisión digital e Internet, también conocido como “triple play”), correo electrónico, televisión y radio digital (terrestre y satelital), comercio electrónico, banca electrónica, descarga de música y video, control de tareas de domótica, educación a distancia, entre otros). Para proveer estos servicios de comunicaciones se requiere del trabajo conjunto y optimización de diferentes tipos de redes tales como las redes de radiocomunicación terrestre y satelital, redes de fibra óptica, redes de sensores, redes inalámbricas de corto alcance (Bluetooth, WLAN, RFID, IrDA), entre otras. Aunado a lo anterior, el desarrollo de dispositivos inalámbricos para aplicaciones en diferentes ramas de la industria (automotriz, manufactura, telecomunicaciones, entre otras) ha crecido y continuará creciendo de manera exponencial. En este contexto, la Ingeniería de Pruebas y Mediciones de Radiofrecuencia es una división esencial para todas las empresas que desarrollan y manufacturan productos. Por esta razón, en la actualidad, los conocimientos de radiofrecuencia (RF) y la habilidad para la operación de equipos de medición de última generación (osciloscopios, generadores de funciones, cámaras de aislamiento electromagnético, analizadores de redes, monitores de señales de radiofrecuencia, analizadores de espectros, generadores de radiofrecuencia, analizadores
112
de protocolos, entre otros) son fundamentales para todo ingeniero en comunicaciones, electrónica e instrumentación. Para hacerle frente a los retos del PND en materia de telecomunicaciones, así como al crecimiento acelerado del mercado de las telecomunicaciones y de los dispositivos de comunicaciones, México requiere de profesionistas con una formación sólida y con un conocimiento de la industria que los rodea que les permita generar soluciones y desarrollos tecnológicos innovadores en un medio tecnológico, global y humano. La carrera de Ingeniería Electrónica de la Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Azcapotzalco responde a estas necesidades y tendencias al contar con una formación sólida en las áreas de las telecomunicaciones y la electrónica. Sin embargo, para incrementar sustancialmente la competitividad de los alumnos en la industria local y mundial así como para fomentar la innovación, productividad y conocimiento con equipos de medición de alta calidad y tecnología de punta, el Departamento de Electrónica de la UAM Azcapotzalco requiere actualizar y extender el equipo de radiofrecuencia de sus laboratorios de docencia de comunicaciones. Además, el Departamento de Electrónica no cuenta con el equipo necesario para realizar prácticas de fibra óptica y no cuenta con un laboratorio con el equipo de cómputo adecuado para realizar simulación de sistemas de comunicaciones. En México son contadas las instituciones que cuentan con laboratorios con tecnología de punta para la investigación de la tecnología de fibra óptica; contar con estos laboratorios les ha permitido tener liderazgo en la docencia, la investigación y la difusión de la cultura en este campo. En este sentido, una de las líneas de acción en materia de telecomunicaciones del PND es el desarrollo de redes de fibra óptica que permitan extender la conectividad a lo largo y ancho del territorio nacional. Lo expuesto en los párrafos anteriores justifica que los laboratorios de docencia de comunicaciones de nuestra Universidad cuenten con equipo especializado para el estudio de las tecnologías de radiocomunicación y de fibras ópticas así como para el diseño, construcción y caracterización de dispositivos en estos campos de estudio. Además, contar con equipo de radiocomunicación y de comunicaciones ópticas, es de gran relevancia 113
debido a que la licenciatura en ingeniería electrónica de la UAM Azcapotzalco atiende una gran cantidad de UEA tanto en el tronco básico profesional como en el tronco de integración que requieren de la infraestructura y equipamiento de los laboratorios de docencia de comunicaciones. Parte de los temas que abordan dichas UEA no se han impartido como deberían por la falta de este equipo.
9.4.
JUSTIFICACIÓN
Una de las metas definida en el PND en materia de educación es lograr que México cuente con educación de calidad para garantizar un desarrollo integral de todos los mexicanos y así contar con un capital humano preparado, que sea fuente de innovación y lleve a todos los estudiantes a su mayor potencial humano. Esta meta busca incrementar la calidad de la educación para que la población tenga las herramientas que le permitan alcanzar el éxito profesional. El enfoque, en este sentido, será promover políticas que cierren la brecha entre lo que se enseña en las escuelas y las habilidades que el mundo de hoy demanda desarrollar para un aprendizaje a lo largo de la vida. En la misma línea, se buscará incentivar una mayor y más efectiva inversión en ciencia y tecnología que alimente el desarrollo del capital humano nacional, así como nuestra capacidad para generar productos y servicios con un alto valor agregado. El proyecto para el equipamiento, acondicionamiento y operación del Laboratorio Divisional de Docencia de Comunicaciones Avanzadas que aquí se propone, impactará favorablemente en la inserción en el mercado laboral de los alumnos egresados de la Carrera de Ingeniería Electrónica. Esto se debe a que este laboratorio permite que los alumnos lleven la teoría a la práctica con equipos de vanguardia y de esta forma enfrentar con éxito los retos tecnológicos que la industria y la sociedad demandan. Esto incide en la formación de recursos humanos más competitivos, con conocimientos sólidos y habilidades técnicas que son atractivos para la demanda laboral en la industria de las telecomunicaciones, instrumentación, electrónica e ingeniería de pruebas. Más aún, los 114
egresados al ser más competitivos y al estar más preparados aspiran a alcanzar mejores puestos dentro de las mejores empresas del país y del extranjero. Además, la Universidad, al contar con laboratorios de docencia con equipo de alta calidad y tecnología de punta, será más atractiva para los estudiantes del nivel medio superior. Esto permitirá impactar favorablemente y de manera natural en la captación y retención de matrícula con alumnos mejor preparados académicamente, mejorando la eficiencia terminal de la carrera de ingeniería electrónica y aumentando las posibilidades de éxito de nuestros egresados. Contar con laboratorios como el que aquí se propone, permite el fortalecimiento institucional frente a procesos de acreditaciones nacionales e internacionales de organismos como CACEI, CIEES, entre otros. En la Tabla D.1 se listan las UEA directamente beneficiadas con el proyecto de acondicionamiento y operación del Laboratorio Divisional de Docencia de Comunicaciones Avanzadas que aquí se propone.
Tabla D.1. UEA que apoya directamente el Laboratorio Divisional de Docencia de Comunicaciones Avanzadas. CLAVE DE LA UEA
Ingeniería UEA Electrónica
1122018
Laboratorio de Introducción
X
a las Comunicaciones 1122017
Laboratorio de
X
Comunicaciones Analógicas 1122032
Laboratorio de
X
Comunicaciones Digitales 1122023
Laboratorio de
X
Radiocomunicación
115
Ingeniería en Computación
Ingeniería
Ingeniería
Física
Eléctrica
1122024
Laboratorio de Simulación de Sistemas de
X
Comunicaciones 1100115
Proyecto de Integración de
X
Ingeniería Electrónica I
X
X
X
1122021
Comunicaciones Ópticas
X
1122020
Comunicaciones Celulares
X
1122022
Comunicaciones Satelitales
X
1122030
Temas Selectos de
X
X
X
X
X
X
X
X
Telecomunicaciones I 1122031
Temas Selectos de Telecomunicaciones II
Adicionalmente, el proyecto que aquí se propone permitirá al alumno llevar a la práctica aspectos teóricos que se abordan en UEA 100% teóricas tales como Transformada de Laplace y Análisis de Fourier, Análisis de Señales, Radiación y Propagación, Introducción a las Comunicaciones, Comunicaciones Analógicas, Comunicaciones Digitales, Fundamentos de Redes de Computadoras, Temas Avanzados de Comunicaciones, Comunicaciones Celulares, Comunicaciones Satelitales, Comunicaciones Ópticas, Tecnologías de Radio Móvil, Temas Selectos de Telecomunicaciones I, Temas Selectos de Telecomunicaciones II, Redes Inalámbricas, UEA relacionadas al diseño y desarrollo de circuitos y dispositivos electrónicos, entre otras. Finalmente y no menos importante, un laboratorio de docencia de comunicaciones avanzadas como el que aquí se propone permitiría apoyar los proyectos de integración relacionados con las diversas ramas de las comunicaciones.
9.5.
OBJETIVO GENERAL
116
Acondicionar y poner en marcha un laboratorio de docencia de comunicaciones avanzadas con equipo de vanguardia con el fin de mejorar los indicadores institucionales relacionados al tiempo de egreso; así como proveer a los alumnos con herramientas que les faciliten alcanzar el éxito en su vida profesional.
9.6.
OBJETIVOS PARTICULARES
Este laboratorio atenderá al menos tres laboratorios del tronco básico profesional y dos laboratorios del tronco de integración de la carrera de Ingeniería Electrónica, además de coadyuvar a llevar a la práctica los conceptos teóricos impartidos en más de 20 UEA (indicadas en el apartado de justificación de la presente propuesta). Generar recursos humanos con habilitación en el diseño y caracterización de dispositivos de radiocomunicación y de comunicaciones ópticas. Mejorar la infraestructura de los laboratorios de docencia de la Unidad Azcapotzalco para la prueba de dispositivos electrónicos y opto-electrónicos relacionados a los sistemas de comunicaciones. Apoyar en su caso, la creación de nuevas UEA o de un programa de posgrado en comunicaciones y electrónica.
9.7.
DESCRIPCIÓN DEL LABORATORIO
El Departamento de Electrónica cuenta con los espacios físicos necesarios para acondicionar el Laboratorio Divisional de Docencia de Comunicaciones Avanzadas. Este laboratorio representa una adecuación al Laboratorio de Docencia de Comunicaciones del 117
Departamento de Electrónica, el cual actualmente se ubica en el edificio F tercer piso salón F-301. En particular, este laboratorio ocuparía los espacios F-301, F302, F303 y F-304 del tercer piso del edificio F. El laboratorio contaría tentativamente con diez mesas de trabajo para prácticas experimentales y de simulación en computadora y con al menos cuatro cuartos obscuros para realizar prácticas relacionadas a fibras ópticas. Adicionalmente, contaría con dos mesas de trabajo con equipo altamente especializado para realizar prácticas avanzadas de comunicaciones y para apoyar la investigación del personal académico de la División de CBI. Una posible vista del laboratorio se presenta en la Figura D.1
Figura D.1. Posible aspecto del Laboratorio de Docencia de Comunicaciones Avanzadas.
En la Tabla D.2 se detalla el equipo con el que actualmente cuenta el Laboratorio de Docencia de Comunicaciones ubicado en el edificio F tercer piso (F-301).
Tabla D.2. Equipamiento actual del Laboratorio de Docencia de Comunicaciones. Laboratorio F-301 Equipo
Descripción
Características
2 equipos field fox
N9912a , 6 ghz
N9912a-235 preamplifier for spectrum analysis capability
118
2 equipos field fox
N9912a , 6 ghz
2 equipos field fox
N9914a, 6.5 ghz
5 osciloscopios 1 osciloscopio
Tektronix tds2012b Tektronix tds2022b
N9912a-231 6 ghz spectrum analyzer N9912a-106 6 ghz cable and antenna analyzer N9912a-303 network analysis capability N9912a-235 preamplifier for spectrum analysis capability N9912a-231 6 ghz spectrum analyzer N9912a-106 6 ghz cable and antenna analyzer N9914a-233 spectrum analyzer N9914a-030 remote control capability N9914a-235 pre-amplifier Osciloscopio digital de banco de 100 mhz; 2 canales; velocidad de muestreo de: 1 gs/s Osciloscopio digital de banco de 200 mhz; 2 canales; velocidad de muestreo de: 2 gs/s Formas de onda sinusoidales de 25 mhz Formas de onda arbitrarias 250 ms/s
6 generadores de funciones
Tektronix afg3021b
4 fuentes de poder
Instek gps-3303
Dos salidas de : 0-30v, 0-3a una salida de : 5v, 3a
2 fuentes de poder
Instek gpc-3030d
Dos salidas de : 0-30v, 0-3a una salida de : 5v, 3a
6 medidores de impedancia
Gw instek lcr-816
100hz to 2khz 0.1% measurement accuracy
6 analizadores de espectro
Agilent e4411b
9 khz a 1.5 ghz
7 generador de señales
Rohde & schwarz sml02
9 khz to 2.2 ghz 0.1 hz frequency resolution Am/fm/phase modulation
9 antenas
Net gear ant2409
9dbi indoor/outdoor omni-directional antenna for wireless 802.11 b/g/n devices.
CUADRO DE COSTOS A continuación se presenta los requerimientos para el proyecto de acondicionamiento y puesta en marcha del Laboratorio Divisional de Docencia de Comunicaciones Avanzadas del Departamento de Electrónica. En las Tablas D.3 y D.4 se listan las necesidades con PRIORIDAD 1 del equipo básico de radiofrecuencia y del equipo básico de fibra óptica, respectivamente.
Equipo
Descripción
119
Cantidad
Costo total (MX)
N9913A-112 (QuikCal), N9913A-210 (Vector network analyzer transmission/reflection), ANALIZADORES DE REDES FIELDFOX
N9913A-211 (Full 2-port S-parameters), N9913A-233 (Spectrum analyzer), N9913A-
4
$1,265,249.40 pesos
4
$600,000.00 pesos.
10
$6,434.50 pesos.
10
$11,600.00 pesos.
1
$11,470.75 pesos.
1
$11,470.75 pesos.
235 (Pre-amplifier), N9913A-236 (Interference analyzer and spectrogram), N9913A-307 (GPS receiver)
GENERADORES DE
hasta 4 GHz con opción para realizar
RADIOFRECUENCIA
modulación en fase y en frecuencia
ANTENAS
De 70 MHz a 1 GHz.
TELESCÓPICAS BANDPASS FILTER T CALIBRATION KIT
T CALIBRATION KIT
3 in1, open, short, load, DC to 6 GHz, Type N(m), 50 ohm 3 in1, open, short, load, DC to 6 GHz, Type N(f), 50 ohm.
INVERSIÓN TOTAL EN ESTE RUBRO:
$1,906,225.40 pesos
Tabla D.4 Conjunto básico de dispositivos de fibra óptica (PRIORIDAD 1): Equipo
Cantidad
Costo total (MX)
Un Laser
2
$8,000.00
Un Carrete de fibra SMF 28
2
$8,000.00
Un Controlador laser dual corriente y temperatura
2
$160,000.00
Un Montura láser
2
$8,000.00
2
$4,000.00
Un Medidor de potencias
2
$40,000.00
Un Atenuador óptico
2
$4,000.00
Un Divisor de fibra
2
$4,000.00
Un Aislador
2
$40,000.00
Un Acoplador de fibra
2
$4,000.00
Un Amplificador EDFA
2
$80,000.00
Un Mesa portátil de trabajo para experimentos de fibra óptica (break board)
120
Un Amplificador SOA
2
$20,000.00
Un OTDR
1
$80,000.00
Una Empalmadora fusión (pinzas, cortadora)
1
$200,000.00
INVERSIÓN TOTAL EN ESTE RUBRO:
$660,000.00 MX
En las Tablas D.5 y D.6 se listan las necesidades con PRIORIDAD 2 del equipo avanzado de radiofrecuencia y del equipo avanzado de fibra óptica, respectivamente.
Tabla D.5 Equipo especializado de radiofrecuencia (PRIORIDAD 2) Equipo y descripción
Cantidad
Costo total (MX)
1
$800,000.00 pesos
1
$128,528.00 pesos
1
$131,699.85 pesos
3
$30,000.00 pesos
Cámara de diagnóstico de radiofrecuencia de 700 MHz hasta 6 GHz Monitor de radiofrecuencia (LTE, Bluetooth, Zigbee, WiFi, RFID, etc.) Medidor de parámetros LCR para frecuencias máximas de 1 MHz Medidor de potencia INVERSIÓN TOTAL EN ESTE RUBRO:
$1,090,227.85 MX
Tabla D.6 Equipo especializado de fibra óptica (PRIORIDAD 2). Equipo
Cantidad
Costo total (USD)
Circulador
1
$10,000.00
Filtro sintonizable
1
$100,000.00
Analizador de espectros ópticos
1
$540,000.00
Fotodetector
1
$60,000.00
121
Generador de patrones
1
$300,000.00
Osciloscopio de alta frecuencia
1
$540,000.00 (básico)
Láser sintonizable con control integrado
1
$300,000.00
Modulador óptico
1
$60,000.00
Un Software VPI
1
$20,000.00 por año
INVERSIÓN TOTAL EN ESTE RUBRO:
$1’930,000.00 MX
Para el equipo de radiofrecuencia, se adjuntan al presente documento en el apartado 8.12 (Anexos) las cotizaciones 15993 y 15994 de fecha 9 de marzo de 2016 expedidas por la empresa Interlatin distribuidor autorizado de Keysight Technologies. Para el monitor de radiofrecuencia se adjunta la cotización número 2947862-1 de fecha 9 de marzo de 2016. En relación al medidor LCR de precisión se adjunta la cotización número 15996 expedido por Interlatin.
En resumen el monto total requerido para el proyecto de acondicionamiento y puesta en marcha del Laboratorio Divisional de Docencia de Comunicaciones Avanzadas del Departamento de Electrónica, es el siguiente:
TOTAL PRIORIDAD 1:
$2,566,225.40 pesos M.N.
TOTAL PRIORIDAD 2:
$3,020,227.85 pesos M.N.
9.8.
PROGRAMA DE ADQUISICIÓN CON CRONOGRAMA
Para poder poner en marcha el Laboratorio Divisional de Docencia de Comunicaciones Avanzadas y comenzar a operar las estrategias plasmadas en este punto, se sugiere:
122
1. Adquirir durante el primer año, todo el equipo y dispositivos señalados en las tablas D.3 y D.4, es decir todo aquel equipo señalado con prioridad 1.
2. La conclusión del laboratorio propuesta se lograría si durante el segundo año se adquirieran los equipos señalados con prioridad 2 los cuales se describieron en las tablas D.5 y D.6.
9.9.
IMPACTO ESPERADO EN LOS INDICADORES
El contar con laboratorios de docencia con equipo de vanguardia como el que aquí se propone, tiene los siguientes beneficios institucionales que coadyuvan a mejorar los indicadores institucionales de docencia:
Fortalecimiento del proceso enseñanza/aprendizaje llevando los conocimientos teóricos enseñados en las aulas a resolver problemas reales en los laboratorios de docencia.
Fortalecimiento del desarrollo integral de los estudiantes que les permita alcanzar su mayor potencial humano y así contar con egresados que sean fuente de soluciones innovadoras a los retos que enfrenta el país.
Formación de ingenieros más competitivos y mejor preparados que, como consecuencia, tengan mayores posibilidades de empleo, autoempleo y creación de empleo, en beneficio de la sociedad y desarrollo del país.
Alumnos mejor preparados en la operación de herramientas estándar utilizadas en instituciones gubernamentales, académicas e industriales reconocidas a nivel nacional y/o mundial por su calidad y alta tecnología. 123
Actualización de conocimientos en metodologías de medición e ingeniería de pruebas utilizando tecnología de punta para alumnos y personal académico de la Universidad.
Fortalecimiento de las carreras de ingeniería de la División de CBI frente a los procesos de acreditaciones nacionales e internacionales de organismos como CACEI, CIEES, entre otros.
Liderazgo de la Universidad en la docencia e la investigación en el campo de las comunicaciones y electrónica que responda a las características que demanda el mercado laboral.
La Universidad será más atractiva para una mayor cantidad de estudiantes del nivel medio superior, coadyuvando de esta forma a incrementar la matrícula de estudiantes mejor preparados y por ende impactando favorablemente e en la eficiencia terminal.
Apoyar a la investigación que se realiza al interior de la Universidad.
En la Tabla D.7 se muestran los compromisos a corto y mediano plazo.
Tabla D.7 Compromisos. Indicador
2018
2020
-1 trimestre
-2 trimestres
+ 3% de
+3% de
incremento
incremento
Adecuar el
Adecuar el
programa de
programa de
estudios de
estudios tres
tres UEA
UEA
Mejorar el porcentaje de egresados de CBI que se hayan capacitado en el
Mejorar en
Mejorar en
laboratorio.
un 10%
un 10%
Disminuir hasta en tres trimestres el tiempo de egreso de los estudiantes de ingeniería de CBI. Se espera que impacte directamente en proyectos de integración, mayor disponibilidad de horarios y mayor número de alumnos por grupo. Incrementar en el año 2020 en un 6% con respecto al año 2015, el número de proyectos de integración relacionados con el Área de Concentración de Telecomunicaciones. Elevar el proceso de enseñanza-aprendizaje, ya que algunas UEA por el momento son solamente teóricas, y se pueden modificar para que sean teórico-prácticas.
124
Mejorar el porcentaje de egresados que sean aceptados en un programa
Mejorar en
Mejorar en
de posgrado de comunicaciones.
un 10%
un 10%
Mejorar el tiempo en el que los egresados que cursan estos laboratorios
Mejorar en
Mejorar en
se insertan en el mercado laboral.
un 5%
un 5%
9.10.
[D.1] Plan
REFERENCIAS
Nacional
de
Desarrollo
2013-2018,
Gobierno
de
la
República.
http:\\pnd.gob.mx. [D.2] Plan Nacional de Desarrollo 2013-2018, Gobierno de la República, Programa Sectorial de Comunicaciones y Transportes http:\\pnd.gob.mx. [D.3] World Economic Forum (WEF), The Networked Readiness Index 2013. [D.4] Módulo sobre Disponibilidad y Uso de las Tecnologías de la Información en los Hogares 2012 (MODUTIH), INEGI. [D.5] Con base en la información de cobertura garantizada proporcionada por los operadores a la Extinta Comisión Federal de Telecomunicaciones (COFETEL). 9.11. (COTIZACIONES)
125
126
127
128
129
130
131
132
10. Anexo E. Laboratorio de Higiene y Seguridad 10.1 RESUMEN Este proyecto tiene como propósito renovar y ampliar la infraestructura con la que actualmente se cuenta para atender la creciente demanda de alumnos de la UEA 1154045, Seguridad e Higiene Industrial, así como dotar de infraestructura que permita realizar un mayor número de proyectos de integración a nivel licenciatura, ampliando substancialmente el alcance y la profundidad de los estudios que se realizan en dichos proyectos. La aprobación de este proyecto además de beneficiar directamente a las dos licenciaturas que tienen la mejor eficiencia terminal y concluyen sus estudios en el menor tiempo, permitirá ofrecer esta UEA como optativa para aquellas licenciaturas que actualmente no la incluyen en su plan.
10.2 ANTECEDENTES La seguridad y la higiene en el trabajo son aspectos que deben tenerse, mantenerse y mejorarse en las empresas. El conocimiento de la reglamentación y cumplimiento de la normatividad relativa a la Seguridad e Higiene Industrial es responsabilidad de todos los actores involucrados en un proceso de producción de bien o servicio, pero especialmente, cobra un especial interés en los mandos responsables de las empresas, ya que de ellos se exige lograr la máxima productividad, pero sin que ello ponga en peligro vidas humanas o pérdidas en materiales y equipos. En las últimas décadas el tema de Seguridad e Higiene Industrial ha tenido un gran impulso debido al desarrollo e implementación de los sistemas de gestión de la calidad y se busca que los responsables de la seguridad e higiene industrial sepan qué hacer en caso de accidente, enfermedad o detección de un riesgo laboral, que sepan cómo eliminar o disminuir dichos riesgos y cómo lograr que lo hagan los demás y, sobre todo, que se haga bien. Una adecuada prevención de los riesgos laborales, basados en un adecuado conocimiento de las causas que los motivan y de los elementos disponibles para prevenir los accidentes o enfermedades laborales, evitará consecuencias negativas para un buen desempeño de las empresas. Por esta razón, la UEA Seguridad e Higiene Industrial, que se imparte en nuestra institución, tuvo algunas modificaciones importantes en lo que respecta al programa de estudio, básicamente la inclusión de una hora práctica. Lo anterior se hizo buscando mejorar el proceso de enseñanzaaprendizaje de los alumnos, es decir, a través de esta hora práctica se pretende que los alumnos apliquen los conocimientos adquiridos en el aula y que son relativos a la seguridad e higiene industrial. Los cambios en el programa de la UEA Seguridad e Higiene Industrial han tenido como consecuencia la necesidad de desarrollar prácticas de seguridad e higiene, en lo cual se está trabajando, además, se hace necesario la creación de un espacio adecuado para que los alumnos desarrollen prácticas y actividades relativas a la seguridad e higiene industrial.
10.3 JUSTIFICACIÓN Además de todo lo antes mencionado, es importante enfatizar que aunque esta materia es obligatoria solo para las licenciaturas de Ingeniería Industrial e Ingeniería Ambiental, asimismo es una materia optativa para otras tres licenciaturas, Ingeniería Química, Mecánica y Física.
133
Tabla E 1. Licenciaturas que tienen relación con la UEA Seguridad e Higiene Industrial.
LICENCIATURA
OBLIGATORIA
INGENIERÍA AMBIENTAL
X
INGENIERÍA INDUSTRIAL
X
OPTATIVA
INGENIERÍA FÍSICA
X
INGENIERÍA MECÁNICA
X
INGENIERÍA QUÍMICA
X
Es importante resaltar esta situación debido a que la adecuada habilitación de un laboratorio de docencia para la UEA Seguridad e Higiene Industrial, beneficiará directamente a cuatro de las seis licenciaturas con mayor matrícula activa, tomando como base las diez licenciaturas que se imparten en la División de Ciencias Básicas e Ingeniería de la Unidad Azcapotzalco. Solo para dimensionar este dato, basta decir que la suma de la demanda de solicitudes de inscripción a esta UEA en los ocho trimestres comprendidos del 13O al 16I es de 911 alumnos [E1]. La siguiente figura muestra la evolución de la matrícula activa de las licenciaturas que tienen relación con la UEA Seguridad e Higiene Industrial.
Figura E 1. Evolución de las licenciaturas relacionadas con la UEA Seguridad e Higiene Industrial [E1].
MATRÍCULA ACTIVA POR PLAN DE ESTUDIO 4,500 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Ingeniería Ambiental
Ingeniería Industrial
Ingeniería Química
Ingeniería Física
Ingeniería Mecánica
La siguiente figura muestra la cantidad de alumnos que aparecieron en actas en la UEA Seguridad e Higiene Industrial para el periodo comprendido entre los trimestres 06-O a 15-P [E1]. También se muestra la cantidad de alumnos que aprobaron la UEA. Esta figura muestra claramente el enorme
134
crecimiento que recientemente ha tenido la demanda de dicha UEA. Cabe señalar que el incremento en la demanda no está asociado con un índice de reprobación alto.
Figura E 2. Alumnos inscritos y aprobados en la UEA Seguridad e Higiene Industrial [E1]. 160 140 120 100 80 60 40 20
15P 15I 14O 14P 14I 13O 13P 13I 12O 12P 12I 11O 11P 11I 10O 10P 10I 09O 09P 09I 08P 08I 07O 07P 07I 06O
0
Alumnos Fin de Trimestre
Aprobado
Figura E 3. Distribución por licenciatura de alumnos inscritos y aprobados en la UEA Seguridad e Higiene Industrial [E1]. 80 70 60 50 40 30 20 10
AMB IND MEC QUI AMB FIS IND MEC QUI AMB IND MEC QUI AMB IND MEC QUI AMB IND MEC QUI AMB IND MEC QUI
0
15P
15I
14O
Alumnos Fin de Trimestre
14P
14I
13O
Aprobado
La Figura E 2 muestra que los alumnos inscritos en esta UEA incluyen tanto a alumnos de las licenciaturas que tienen esta UEA como obligatoria como alumnos en dónde la UEA es optativa. Con
135
base en esta información consideramos que esta tendencia se incrementará, sobre todo si la infraestructura del laboratorio se mejora con la aprobación de este proyecto
Tabla E 2. Relación de egresados y de Proyectos de Integración de Ingeniería Industrial relacionados con la temática de seguridad e higiene industrial [E2].
EGRESADOS
PROYECTOS RELACIONADOS Y CONCLUIDOS
PORCENTAJE DE PARTICIPACIÓN
2013
111
11
9.9%
2014
97
18
18.6%
2015
85
21
24.7%
AÑO
La Tabla E 2 reporta el número de egresados de la Licenciatura en Ingeniería Industrial en los años 2013, 2014 y 2015 [E2]. Asimismo, reporta el número de Proyectos de Integración que incluyeron temáticas relacionadas con seguridad e higiene industrial. Debemos resaltar que ya en 2015, la fracción de proyectos que incluyeron esta temática representó casi la cuarta parte, los cual está en plena concordancia con los requerimientos de los organismos de acreditación como el CACEI.
Figura E 4. Evolución de los egresados de las Licenciaturas de Ambiental, Industrial y Química [E2]. 120
EGRESADOS POR AÑO
100
80
60
40
20
0
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Ambiental
40
29
31
30
38
34
32
24
18
18
30
27
42
40
55
58
64
Industrial
74
56
50
72
87
68
86
88
81
92
89
89
71
69
111
97
85
Química
44
51
29
35
43
49
56
40
54
53
32
46
45
37
54
84
73
Otro dato importante surge al analizar la Figura E 4, que muestra la evolución de los egresados de las Licenciaturas de Ambiental, Industrial y Química desde 1999 a la fecha. Se puede observar que la cantidad de egresados se ha incrementado de manera importante en los años recientes y por tanto,
136
la cantidad de alumnos que necesiten incluir temáticas de seguridad e higiene industrial en sus proyectos de integración también se incrementará. La actualización y mejora de los equipos e instrumentos que se lograría con la aprobación de este proyecto permitirá mejorar substancialmente el número y la calidad de los proyectos de integración que aborden esta temática. Asimismo, se fortalecería al interior de la División esta línea temática, tanto en docencia como en investigación. Cabe resaltar que uno de los objetivos de este laboratorio será asegurar su sustentabilidad a largo plazo, lo cual es factible debido a que, por un lado la diversidad de organismos y empresas que pueden solicitar sus servicios a través de convenios patrocinados en muy grande. Por otro lado, existe una creciente necesidad de realizar este tipo de estudios para cumplir, entre otras, con las leyes y normativas mexicanas.
10.4 OBJETIVO GENERAL Contar con la instrumentación y equipamiento adecuado y necesario para habilitar de forma idónea a los alumnos que deben cursar la UEA Seguridad e Higiene Industrial, así como a los interesados en esta temática.
10.5 OBJETIVOS ESPECÍFICOS i. ii. iii. iv. v.
Mejorar el proceso de enseñanza aprendizaje de la UEA Seguridad e Higiene Industrial. Subsanar las deficiencias de equipos e instrumentos relacionados con evaluaciones de las condiciones laborales de los distintos tipos de centros de trabajo. Incrementar el número de proyectos de integración relativos a seguridad e higiene industrial así como la cantidad de alumnos involucrados en proyectos de servicio social. Ofrecer diagnósticos de las condiciones de higiene y seguridad a los sectores productivos. Aprovechar la infraestructura de este laboratorio para hacer autodiagnósticos periódicos de los diferentes espacios de docencia, de investigación y de trabajo en general de nuestra Universidad.
10.6 DESCRIPCIÓN DEL LABORATORIO 10.6.1 Ubicación La ubicación definitiva del laboratorio será en el G-205b, de acuerdo con la remodelación y distribución ya autorizada por la Secretaría de la Unidad.
10.6.2 Cuadro de costos y calendario de adquisición El presupuesto solicitado para este proyecto asciende a $1,372,164.00 pesos, M.N. Lo que se está solicitando es un conjunto de equipos, instrumentos y accesorios que para su mejor entendimiento, fueron clasificados en las siguientes siete categorías.
137
i. ii. iii. iv. v. vi. vii.
Condiciones atmosféricas Condiciones de confort Condiciones de las edificaciones y seguridad de materiales Calidad de los servicios Seguridad de equipos y maquinaria Indumentaria y aditamentos de uso personal Almacenamiento, manipulación y resguardo del equipo
En la siguiente tabla se describen la cantidad de unidades que su propone adquirir para cada uno de los equipos, instrumentos y accesorios solicitados. También se reporta el costo unitario en dólares y el costo total. También se reporta el trimestre en el que se propone sean adquiridos los equipos, claro está, suponiendo que la decisión de aprobación de los proyectos y la solicitud de las calves de patronato se realicen a lo largo del Trimestre 16-P.
Tabla E 3. Cuadro de costos y calendario propuesto de adquisiciones. PROPÓSITO GENERAL DEL EQUIPO
CONDICIONES ATMOSFÉRICAS
CONDICIONES DE CONFORT
CONDICIONES DE LAS EDIFICACIONES Y SEGURIDAD DE MATERIALES
DESCRIPCIÓN
UNIDADES SOLICITADAS
PRECIO UNITARIO (USD)
COSTO TOTAL (PESOS)
TRIMESTRE DE ADQUISICIÓN 16-O
17-I
TERMO ANEMÓMETRO DIGITAL. LTAM4216
4
208.00 USD
$16,640.00
3
1
TERMO ANEMÓMETRO DIGITAL. TEAVM07
3
359.00 USD
$21,540.00
2
1
DETECTOR INFRARROJO DE FUGAS DE GAS REFRIGERANTE. ST-316
2
450.00 USD
$18,000.00
1
1
DETECTOR DE GASES MÚLTIPLES - GAS ALERT MAX XT. BW-GAMAXXT
2
1,144.00 USD
$45,760.00
1
1
DETECTOR DE FUGAS DE GASES COMBUSTIBLES. CM-GD3300
2
225.00 USD
$9,000.00
1
1
DOSÍMETRO RADIACIÓN DE LECTURA DIRECTA. AR-138
3
195.00 USD
$11,700.00
1
2
GAUSSÍMETRO PORTÁTIL. LT-EMF827
6
160.00 USD
$19,200.00
3
3
GAUSSÍMETROS PORTÁTILES. SP-5180
2
2,038.00 USD
$81,520.00
1
1
LUXÓMETRO DE 400,000 LUX. LT-LX1108
8
276.00 USD
$44,160.00
4
4
NEGATÓSCOPIO - INSTRUMENTO INDUSTRIAL PORTÁTIL DE LED – PLUS. LCFV2010
2
1,830.00 USD
$73,200.00
1
1
MEDIDOR DE DOSIS DE RUIDO. TE-1355
2
590.00 USD
$23,600.00
2
MEDIDOR DE CONDUCTIVIDAD. LTYK43CD
2
270.00 USD
$10,800.00
1
1
MEDIDOR DE HUMEDAD EN MADERA. LTMS7000HA
2
336.00 USD
$13,440.00
1
1
MEDIDOR DE HUMEDAD NO PENETRANTE. DH-PROSCAN
2
631.00 USD
$25,240.00
1
1
MEDIDOR DE HUMEDAD EN MATERIALES. DH-BD2100
2
476.00 USD
$19,040.00
1
1
138
PROPÓSITO GENERAL DEL EQUIPO
CALIDAD DE LOS SERVICIOS
SEGURIDAD DE EQUIPOS Y MAQUINARIA
INDUMENTARIA Y ADITAMENTOS DE USO PERSONAL ALMACENAMIENTO, MANIPULACIÓN Y RESGUARDO DEL EQUIPO
DESCRIPCIÓN
UNIDADES SOLICITADAS
PRECIO UNITARIO (USD)
COSTO TOTAL (PESOS)
TRIMESTRE DE ADQUISICIÓN 16-O
17-I
DETECTOR DE VOLTAJE SIN CONTACTO. SW-278HP
2
454.50 USD
$18,180.00
1
1
DETECTORES DE VOLTAJE. SW-LVD17
16
32.00 USD
$10,240.00
8
8
MEDIDOR DE PH. LT-WA2017SD
2
411.00 USD
$16,440.00
1
1
PROBADOR DE CALIDAD DE AGUA. LTYK30WA
2
164.00 USD
$6,560.00
1
1
ELECTRODO DE PH, MOD. PE11 PARA SOLUCIONES LÍQUIDAS. LT-PE11
2
45.00 USD
$1,800.00
1
1
SONDA TEMPERATURA PARA LT-YK2017SD (0°C A 60°C ). LT-TP07
2
45.00 USD
$1,800.00
1
1
ELECTRODO PARA OXIGENO DISUELTO. LTOXPB11
2
149.00 USD
$5,960.00
1
1
ELECTRODO CONDUCTIVIDAD/TDS/SAL PARA LT-WA2017SD. LT-CDPB03
2
60.00 USD
$2,400.00
1
1
CABLE USB PARA EQUIPOS LUTRON. LTUSB01
2
25.00 USD
$1,000.00
1
1
PROBADOR DE AISLAMIENTO DE RANGO AUTOMÁTICO. TE-1604
2
540.00 USD
$21,600.00
1
1
TACÓMETRO DE CONTACTO. LT-DT2235B
4
272.00 USD
$21,760.00
2
2
FOTOTACÓMETRO Y ESTROBO. LT-DT2259
3
460.00 USD
$27,600.00
2
1
CÁMARA TERMOGRÁFICA. GI-EAS350
1
6,300.00 USD
$126,000.00
1
TERMÓMETRO INFRARROJO CON VIDEO. CM-DT9861
2
684.00 USD
$27,360.00
1
1
VIBROMETRO. LT-VB8201HA
2
876.00 USD
$35,040.00
1
1
DINAMÓMETROS DIGITALES. SD-SH50K
2
1,800.00 USD
$72,000.00
1
1
DINAMÓMETROS PROGRAMABLES. IMZ2SDPU2200
2
1,983.00 USD
$79,320.00
1
1
MUESTRARIO DE TRAJES ESPACIALES PARA TRABAJOS DE SEGURIDAD INCLUYENDO CALZADO Y ADITAMENTOS DE USO PERSONAL
1
$150,000.00
1
CINCO GABINETES CON DOLLYS PARA DESPLAZAMIENTO Y DOS MESAS DE TRABAJO.
1
$125,000.00
1
SUBTOTAL (PESOS) IVA (PESOS) TOTAL (PESOS)
$1,182,900.00 $189,264.00 $1,372,164.00
10.6.3 Impacto esperado en los indicadores
D1.1-1. Eficiencia Terminal 12 Trimestres de Licenciatura (L12) por cohorte generacional (%).
139
La eficiencia terminal se incrementará ya que los alumnos que incluyan como parte de las UEA de Proyecto de Integración temáticas relacionadas con la seguridad e higiene industrial, podrán concluir su trabajo en no más de un trimestre, ya que se contaría con el equipo e instrumentación necesaria para cumplir con los cronogramas y los objetivos estipulados en su propuesta de proyecto. COMPROMISOS: Incrementar en el año 2016 en un 5% con respecto al año 2015, el número de proyectos de integración relacionados con la temática de higiene y seguridad. En 2017, incrementar en un 10% comparado con 2016 los proyectos de integración que incluyan temáticas de higiene y seguridad.
D1.1-2. Eficiencia Terminal de Licenciatura por plazo máximo reglamentado (L 10 años) (%). Hay alumnos que actualmente laboran en la iniciativa pública y privada, a los cuales sólo les falta aprobar la UEA de Proyecto de Integración correspondiente y además, están interesados en realizar su proyecto en la evaluación de las condiciones de seguridad e higiene en su lugar de trabajo. La disponibilidad de los equipos que se proponen adquirir permitiría a estos alumnos concluir sus estudios de licenciatura y al mismo tiempo, mejorar las condiciones de trabajo y ampliar sus perspectivas de desarrollo profesional. COMPROMISOS: Una vez aprobado el proyecto, se realizarán las acciones conducentes para promover Estancias Profesionales sobre la temática de higiene y seguridad, como modalidad de aprobación de la UEA 1100117, Proyecto de Integración en Ingeniería Industrial I. De manera similar, se establecerán las acciones apropiadas para que la Coordinación Divisional de Docencia haga del conocimiento de todas las coordinaciones de estudio de licenciatura de la posibilidad de que sus alumnos puedan realizar su proyecto de integración en temáticas de higiene y seguridad. El compromiso es que para el 2017, tener al menos una Estancia Profesional registrada ante el comité de estudios correspondiente.
D1.5-12. Empleo de los egresados de Licenciatura (%). Esta propuesta incrementará a corto plazo la cantidad de alumnos que conseguirán empleo al término de sus estudios de licenciatura. A través de cursar la UEA de Seguridad e Higiene Industrial, o realizar su proyecto de integración o su servicio social en este laboratorio, los alumnos obtendrán una habilitación en el manejo tanto las temáticas como de los instrumentos comúnmente usados en estudios de evaluación de riesgos, empleando equipos de la misma calidad que los que utilizan las empresas certificadoras de seguridad. La vinculación de nuestra institución con el sector productivo también se vería beneficiada de otras maneras. La ampliación y actualización de la infraestructura del laboratorio permitirá que los profesores asociados con este espacio docente puedan ofrecer cursos de educación continua a la comunidad universitaria, así como cursos y diplomados enfocados hacia importante área de conocimiento.
140
Dado que se pretende que los equipos e instrumentos mantengan la calibración y certificación de fábrica, se podrán ofrecer y realizar estudios de evaluación de riesgos a la iniciativa privada, involucrando de manera importante a nuestros alumnos de licenciatura. Los ingresos generados por estos estudios se utilizarán para apoyar económicamente a los alumnos involucrados y para el mantenimiento y actualización de los equipos. COMPROMISOS: En el 2017 ofrecer al menos un curso o taller a la comunidad universitaria sobre temáticas de higiene y seguridad. Una vez aprobado el proyecto y sean adquiridos los equipos e instrumentos solicitados, se formulará la propuesta de un diplomado en higiene y seguridad industrial, la cual será sometida a la aprobación del Consejo Divisional a principios de 2018. Elaborar un material de difusión del Laboratorio de Higiene y Seguridad que incluya la infraestructura existente en dicho laboratorio y que resalte las capacidades, habilitación y experiencia de los académicos asociados con el laboratorio. Este material será distribuido en los diversos sectores empresariales como un medio de promover convenios específicos y generar así ingresos propios. Registrar en 2017 un programa de servicio social para el Laboratorio de Higiene y Seguridad que, de inicio, incorpore al menos cuatro alumnos por semestre.
D1.6-14.1. Planes de estudio evaluables de Licenciatura (%). Un requisito indispensable en la dimensión ambiental que los organismos de acreditación internacional están solicitando y evaluando en todos los programas de licenciatura de ingeniería es: “Actuar de conformidad con principios de prevención, higiene y seguridad en el trabajo, observando normas de protección de la vida del hombre y del medio ambiente” [E3]. La actualización del equipamiento del Laboratorio de Seguridad e Higiene Industrial, así como su carácter Divisional, permitirá cubrir este requisito de acreditación a todos los planes de licenciatura de la División de Ciencias Básicas e Ingeniería de la Unidad Azcapotzalco. Además, la ampliación de los equipos disponibles en el laboratorio de Higiene y Seguridad permitiría realizar evaluaciones constantes de las condiciones de los espacios docentes y de investigación de toda la Unidad, cumpliendo de esta forma con otro de los requisitos que solicitan los organismos de acreditación de las licenciaturas. Estas actividades se realizarán respetando el ámbito de acción y las facultades tanto de la Oficina de Protección Civil como de la Comisión Mixta de Higiene y Seguridad de la Unidad [E4]. COMPROMISOS: De aprobarse el proyecto, es viable ofrecer como optativa, la UEA Seguridad e Higiene Industrial para aquellas licenciaturas que a la fecha no la contemplan como tal. Esta adecuación a los planes de estudio deberá ser evaluada por cada uno de los comités de estudio correspondientes. De ser aprobado el proyecto, en 2017 se realizarán las acciones necesarias para definir la priorización de los espacios de la Unidad que deben ser evaluados [E4].
141
10.7 REFERENCIAS
[E1] Tablero. (2016). Retrieved from http://coplan.azc.uam.mx/tablero1/ [E2] UAM. Universidad Autónoma Metropolitana. Informes anuales del Rector General. (2016). Retrieved from http://www.uam.mx/informesrg/index.html [E3] BOLETÍN ASIBEI AGOSTO DE 2015. http://www.asibei.net/boletines/2015/agosto/
(2016).
Retrieved
from
[E4] el_universal_mx. (2016). Explosión en la UAM lesiona a 13 alumnos. Retrieved from http://www.eluniversal.com.mx/articulo/metropoli/df/2016/02/18/explosion-en-la-uamlesiona-13-alumnos
10.7 COTIZACIONES
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143
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11. Anexo F. Laboratorio de Manufactura Avanzada
11.1. Título Laboratorio de manufactura avanzada
11.2. Resumen Para este proyecto se propone la elaboración de un laboratorio de manufactura avanzada que resulta de la integración de diversos equipos de control numérico computarizado que permitan la modernización de los laboratorios de mecánica, que al momento cuenta con maquinaria de 40 años de edad. El laboratorio propuesto contempla la compra de un centro de maquinado, un torno de CNC, una máquina de medición de esfuerzos y una cortadora…. Los equipos permitirán incrementar las prácticas que hasta el momento pueden ser realizadas, así como la renovación de los contenidos de varias UEA. Los alumnos de las licenciaturas en ingeniería mecánica, industrial, metalúrgica y electrónica, en el área de especialidad en manufactura, contarán con herramientas que, por una parte, les faciliten culminar sus estudios mediante el desarrollo de sus proyectos de integración, y por otra adquieran conocimientos prácticos que les faciliten su integración al campo laboral.
11.3. Antecedentes El Programa Estratégico de Formación de Recursos Humanos en Materia Energética (PEFRHME) [F.1] publicado por el Gobierno de la República, las Secretarías de Energía y de Educación Pública, y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, el 30 de septiembre de 2014, menciona que para llevar a cabo la Reforma Energética se requieren expertos de alto nivel, profesionales y técnicos con conocimientos y capacidades para hacer frente a los retos del sector energético. Las principales causas de este requerimiento son la complejidad tecnológica de la producción, el transporte y la transformación de hidrocarburos, el recambio generacional de Petróleos Mexicanos y de la Comisión Federal de Electricidad, y la necesidad de lograr un desarrollo sustentable. 147
Para alcanzar los objetivos que se propone la Reforma Energética, se diseñó el PEFRHME para la coordinación y articulación de los esfuerzos de la SENER, PEMEX, CFE, SEP, CONACyT y la SRE, y de los sectores que coordina cada una de ellas. De acuerdo con este estudio, México necesita formar un mínimo de 135,000 expertos de alto nivel, profesionales y técnicos en distintas especialidades, en los próximos cuatro años. De acuerdo con la estimación de la SENER, la demanda de nuevos empleados evolucionará en el tiempo de acuerdo con la Tabla F.1, aumentando el número de empleos a lo largo de los próximos cuatro años. De estos empleos se prevé que el 80 % sea para técnicos profesionales y el resto para ingenieros en diversas ramas, profesionistas de otras licenciaturas, especialistas y personal con posgrado a niveles de maestría y doctorado, como se muestra en la Figura F.1. Tabla F.1 Demanda de empleos durante los próximos 5 años
Año
2015
2016
2017
2018
Total
Empleos
20,000
27,000
38,000
50,000
135,000
Con el objeto de alcanzar el objetivo de contar con los profesionistas requeridos de acuerdo con el PEFRHME, se ha presentado una matriz de objetivos, estrategias y líneas de acción en la cual se plantean objetivos tales como estimular la ampliación de una oferta educativa de calidad, fomentar la formación de capital humano especializado y de alto nivel, incrementar la oferta de programas para la reconversión de técnicos y profesionales, entre otros; y se establece que estas acciones deben basarse en la armonización de políticas y programas de las dependencias federales y sus organismos coordinados, y la participación de los centros e institutos de investigación y las instituciones educativas que ofrecen programas de posgrado, licenciatura, técnicos superiores y medios, entre otros.
148
Figura F.1. Porcentaje de empleos para técnicos y graduados en el Sector Energético para los próximos cinco años [F.1]
El Departamento de Energía atiende trimestralmente entre 170 y 190 grupos, equivalente a 3,500 alumnos por trimestre. Alrededor del 10% de los grupos pertenecen a UEA de Talleres y Laboratorios, donde se inscriben en promedio 260 alumnos por trimestre. Para el caso de los laboratorios de mecánica en el área de manufactura, se cuenta con maquinaria con 40 años de vida, y ninguna de éstas cuenta con la posibilidad de trabajar con la tecnología de control numérico computarizado. Por lo anterior y en la búsqueda de profesionalizar los laboratorios, la presente propuesta consiste en la compra de equipos que estratégicamente, permitirán al Departamento de Energía contribuir al fortalecimiento de la docencia a nivel Divisional. La renovación de equipos del taller mecánico, consiste en la incorporación de equipos de manufactura asistida por computadora y que por sus costos no pueden ser adquiridos con presupuesto regular. Los equipos sugeridos son un torno de
149
control numérico, un máquina de esfuerzos universales, una cortadora láser y un centro de maquinado vertical.
11.4. Justificación El Laboratorio de Manufactura Avanzada permitirá transmitir a los alumnos los conocimientos y habilidades relacionadas al diseño y la fabricación de piezas y equipos por medio de sistemas modernos de manufactura computarizada. Como se ha expresado en diversos foros una mayor actividad manufacturera significa un mayor estándar de vida de la población; el aumentar las capacidades de innovación, el desarrollar marcas y productos mexicanos, el mejorar las cadenas de suministro y la productividad dentro de la industria nacional, son parte de las estrategias para mejorar la economía y el desarrollo social en el país, de acuerdo al Plan Nacional de Desarrollo. Dentro de este marco de referencia la División de Ciencias Básicas e Ingeniería de la Universidad Autónoma Metropolitana - Azcapotzalco puede colaborar de manera muy importante en la formación de ingenieros altamente capacitados en esta rama del conocimiento, de tal manera que éstos puedan optar por empleos en concordancia plena con los estudios realizados. Por otra parte, en particular, la licenciatura en Ingeniería Mecánica que ofrece la DCBI-A ha sido una de las mejor clasificadas en las encuestas publicadas por el periódico El Universal recientemente, quedando en primer lugar en 2011 y 2012, en segundo lugar en 2013 y en tercer lugar en 2016. Para continuar ocupando los mejores lugares en encuestas de este tipo y en otras, se considera indispensable modernizar los equipos de los laboratorios y talleres; los equipos actuales son tornos y maquinarias que no han podido renovarse desde hace muchos años. Sin embargo la tecnología ha avanzado considerablemente y nuestros alumnos egresan sin conocer más que por fotografías los equipos que actualmente se utilizan en muchas industrias.
150
Una de las preocupaciones fundamentales del Departamento de Energía, es no poder mantener los altos niveles académicos que han distinguido a esta licenciatura. Esta inquietud se debe principalmente a que los laboratorios de docencia en los cuales se imparten las UEA fundamentales para dotar a los alumnos de los conocimientos y habilidades más importantes están cerca de la obsolescencia. Los equipos que hace 40 años eran modernos, ahora han sido suplantados en la industria por equipos modernos con los cuales ya no se cuenta en la Unidad. Además gran parte de los equipos ya no funcionan y no pueden ser reparados o están cerca de llegar a este punto. Es de esta manera que con la propuesta de laboratorio sugerida, las UEA que se verán fortalecidas mediante la compra de dichos equipos son: Procesos de Manufactura I y II (1133014 y 1133019), Laboratorio de Procesos de Manufactura I y II (1133014 y 1133020), Control Numérico Computarizado (1133046), Taller de manufactura asistida por computadora (1133044), Diseño e innovación de productos (1154037), Automatización industrial (1124043), Instrumentación y control mediante programación gráfica (1123051), Laboratorio de instrumentación y control mediante programación gráfica (1123050), además de permitir el desarrollo de proyectos de integración mediante la posibilidad de elaborar y probar piezas para el desarrollo de prototipos patentables [F.3].
11.5. Objetivo general Crear un laboratorio de desarrollo tecnológico en el Área Metal-Mecánica que permita satisfacer las necesidades de docencia en licenciatura y también en posgrado e investigación, y que permita desarrollar proyectos de vinculación y servicios para la micro, mediana y pequeña industria.
11.6. Objetivos específicos
151
Adquirir equipos nuevos con tecnología de punta para la profesionalización de los recursos humanos en formación. La tabla F.2. muestra las UEA y el impacto en las licenciaturas [F.1]: Tabla F.2 Impacto en las licenciaturas
X
X
1133019
Procesos de Manufactura II
X
1133014
de Manufactura
1133020
Avanzada 1133044
Laboratorio de Procesos de
Laboratorio de Procesos de
Taller de manufactura asistida por
X
computadora Diseño e innovación de productos
1124043
Automatización industrial Instrumentación y control mediante programación gráfica
X
X
Manufactura II
1154037
1123051
X
Manufactura I
Metalúrgica
Fisica
Procesos de Manufactura I
UEA
Industrial
Mecánica
1133014
Clave
Laboratorio
Electrónica
Licenciatura en Ingeniería
X X X
Laboratorio de instrumentación y 1123050
control mediante programación
X
gráfica 1145057
1145078 1146041
Laboratorio de comportamiento mecánico de los materiales Laboratorio de metalúrgica computacional Laboratorio de metalúrgica mecánica
152
X
X X
11.7. Descripción del laboratorio. Los equipos propuestos serán instalados en el Taller Mecánico, ubicado en el edificio 2P, planta baja; zona a cargo del Departamento de Energía. No obstante, el espacio y los equipos se encontrarán disponibles para cualquier profesor o alumno afín y que cumpla con la capacitación necesaria para su uso. Para la integración de este laboratorio se sugiere la compra de los equipos descritos a continuación:
Centro de maquinado vertical (CMV)
Torno de Control Numérico Computarizado
Cortadora láser
Máquina de esfuerzos universales
El CMV consiste en una máquina altamente automatizada que permite la realización de diversas operaciones de maquinado mediante el uso de control numérico computarizado (CNC). Entre las operaciones típicas abordadas en un CMV se encuentran las de fresado y perforado. Su nivel de automatización permite cambiar rápidamente sus opciones de herramientas para realizar diferentes maquinados sobre una pieza. Permiten uniformidad en la elaboración de piezas, velocidad en la producción y un excelente acabado superficial. Ver Figura
153
Figura F.6 Centro de Maquinado vertical de 5 ejes marca Haas modelo VF-1 [F.4]
Algunas de las características de este equipo son:
Desplazamiento de 20" x 16" x 20" (508 x 406 x 508 mm)
Mesa de 26" x 14" (660 x 356 mm)
Cono CT40
Husillo de 8,100 rpm con motor de 30 hp (22.4 kW), acoplamiento directo
Cambiador de herramientas automático de 20 estaciones
Avances rápidos de 1000 rpm (25.4 m/ min)
Memoria de programación de 1 MB
Monitor LCD de 15"
Puerto USB
Llave para protecci6n de memoria
Machueleado rígido
Sistema de refrigerante de 55 galones (208 litros)
Garantía estándar de 1 año
Preparado para refrigeración a través del husillo
Anillo para refrigerante
Pistola para lavado de maquina 154
Filtro para soluble
Mesa rotativa CNC de 160 mm
Simulador del Control CNC para maquinado
Por otro lado el torno de CNC consiste en una herramienta utilizada principalmente en la industria metal-mecánica que permite realizar tareas de mecanizado, roscado, cortado, barrenado, cilindrado, desbastado y ranurado de piezas de forma geométrica por revolución. Estas máquinas-herramienta operan haciendo girar la pieza a mecanizar (sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de centraje) mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado de avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las condiciones tecnológicas de mecanizado adecuadas. La característica fundamental de entre un torno convencional y un torno CNC consiste en que las operaciones de maquinado son llevadas acabo mediante la instrucción de una computadora que utiliza datos alfanuméricos, siguiendo los ejes cartesianos X, Y, Z. El torno CNC solicitado es de la marca HAAS modelo ST-20Y (ver figura F.4)
Figura F.7 Torno CNC marca HAAS modelo ST-20Y [F.5]
Actualmente, resulta una herramienta de uso común e indispensable para la industria metalmecánica. Algunas de sus características se muestran a continuación:
Capacidad máxima de 12" x 20.5" (305 x 521 mm) 155
Volteo de 31.75" (806mm)
Eje Y de ±2.00" (±50.8 mm)
Motor de 20 hp (14.9 kW)
Husillo de 4000 rpm, A2-6, chuck de 8.3" (210mm)
Torreta híbrida de 12 estaciones (6 VDI / 6 Bolt-on)
Herramienta viva de alto torque con eje C
Monitor LCD de 15"
Protección de memoria mediante llave
Puerto USB
Machueleado rígido
Kit de portaherramientas estándar solo con Torreta Híbrida 6 BOT/6 VDI
Depósito de refrigerante de 208 litros con bomba de 0,75 CV (0,6 kW)
Máquina de Ensayos Universal
La máquina de tensión es la más comúnmente utilizada para determinar propiedades mecánicas que ayudan en la selección de materiales y en el control de calidad de diferentes procesos en donde intervienen esfuerzos mecánicos. La determinación de las propiedades mecánicas permite predecir de manera muy cercana la forma en que diferentes materiales se comportarán bajo distintos tipos de carga, ya sea de tipo estática o dinámica o incluso de resistencia a la fatiga.
156
Figura F.5 Máquina de ensayos
Cortadora láser
Una cortadora láser permite hacer cortes en láminas delgadas de manera muy precisa, con lo que se facilita el ensamble y armado de diferentes piezas mecánicas. La cortadora laser elimina también los cortes por torno y cizalla e incluso segueta que normalmente son más inseguras en un laboratorio de docencia, además de eliminar los esfuerzos residuales inducidos por otros tipos de corte.
157
11.8. Cuadro de costos Equipo experimental de docencia
Costo total USD
Centro de maquinado vertical
$81,971.30
Torno CNC
$111,862.45
Máquina de ensayos universales
$ 50,000.00
Cortadora láser
$ 50,000.00
11.9. Programa de adquisición con cronograma.
Los tiempos de entrega de los bancos de pruebas se muestran en la siguiente tabla Equipo experimental de docencia
Tiempo de entrega (semanas)
Centro de maquinado vertical
9
Torno CNC
9
11.10. IMPACTO ESPERADO EN LOS INDICADORES
158
El contar con laboratorios de docencia con equipo de vanguardia como el que aquí se propone, permitirá incrementar la oferta de grupos y el número de alumnos inscritos en las UEA obligatorias y optativas del área de manufactura. Además se elevará el porcentaje de alumnos de las ingenierías mecánica, industrial, electrónica, física y metalúrgica, que se gradúan con preferencia en el área de concentración en manufactura y se desarrollarán proyectos terminales que permitirán generar conocimiento publicable en congresos nacionales e internacionales. Este laboratorio Impactara en la DCBI-A de las siguientes formas:
Fortalecimiento del proceso enseñanza/aprendizaje llevando los conocimientos teóricos relacionados con la manufactura avanzados a resolver problemas reales en los laboratorios de docencia.
Fortalecimiento del desarrollo integral de los estudiantes que les permita alcanzar su mayor potencial humano y así contar con egresados que sean fuente de soluciones innovadoras a los retos que enfrenta el país.
Formación de ingenieros más competitivos y mejor preparados en las UEA de manufactura que, como consecuencia, tengan mayores posibilidades de empleo, autoempleo y creación de empleo, en beneficio de la sociedad y desarrollo del país.
Alumnos mejor preparados en la operación de máquinas herramientas computarizadas utilizadas en centros industriales de alta tecnología.
Actualización de conocimientos en metodologías de diseño mecánico computarizado, utilizando tecnología de punta para alumnos y personal académico de la Universidad.
Fortalecimiento de las carreras de ingeniería de la División de CBI frente a los procesos de acreditaciones nacionales e internacionales de organismos como CACEI, CIEES, entre otros.
Liderazgo de la Universidad en la docencia e la investigación en el campo de la manufactura avanzada que responda a las características que demanda el mercado laboral.
159
La Universidad será más atractiva para una mayor cantidad de estudiantes del nivel medio superior, coadyuvando de esta forma a incrementar la matrícula de estudiantes mejor preparados y por ende impactando favorablemente en la eficiencia terminal.
Apoyar a la investigación que realizan profesores de las Divisiones de CBI y CyAD al interior de la Universidad.
En la Tabla F3 se muestran los compromisos que se pueden alcanzar implementando este Laboratorio de Manufactura. Tabla F.3. Compromisos
Indicador Disminuir el tiempo de egreso de los estudiantes de ingeniería mecánica, ingeniería electrónica, industrial, metalúrgica y física, de DCBI-A. Se espera que impacte directamente en proyectos de integración, mayor disponibilidad de horarios y mayor número de alumnos por grupo. Incrementar el número de proyectos de integración relacionados con conocimientos de manufactura avanzada en las licenciaturas mencionadas. Elevar el proceso de enseñanza-aprendizaje, ya que algunas UEA por el momento son solamente teóricas, y se pueden modificar para que sean teórico-prácticas. Mejorar el porcentaje de egresados de CBI que se hayan capacitado en estas instalaciones. Mejorar el porcentaje de egresados que sean aceptados en programas de posgrado. Mejorar el tiempo en el que los egresados de CBI se insertan en el mercado laboral.
11.11. Referencias
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[F.1] Gobierno de la República Mexicana. 2014. Programa Estratégico de Formación de Recursos Humanos en Materia Energética. [F.2] Pemex, CFE. 2014. Información proporcionada para la elaboración del guion museográfico del Museo Nacional de Energía y Tecnología. [F.3] UAM Azcapotzalco, "CBI en línea," 2016. [Online]. Available: http://cbi.azc.uam.mx/es/CBI/Licenciaturas. [F.4] Hass Automation, " Mecanizado vertical CNC," 2016. [Online]. Available: http://int.haascnc.com/we_spec1.asp?intLanguageCode=1034&id=VF1&sizeID=8_20INCH_VMC [F.5] Hass Automation, " Tornos CNC," 2016. [Online]. Available: http://int.haascnc.com/mt_spec1.asp?intLanguageCode=1034&id=ST20Y&webID=YAXIS_LATHE
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12. Anexo G. Laboratorio de Fabricación de Prototipos de Circuitos Electrónicos Impresos
12.1.
Resumen
En este laboratorio se podrá realizar la fabricación de circuitos impresos a partir del diseño usando herramientas CAD. Esta infraestructura permitirá crear prototipos de proyectos electrónicos a nivel profesional, dejando atrás la ya obsoleta técnica de la plancha, taladro y cloruro férrico. Con este laboratorio se proporcionará a nuestros estudiantes una herramienta a nivel profesional que se aproxime a la realidad de actual la industria.
12.2. Antecedentes Durante los últimos 45 años el encapsulado de los componentes electrónicos ha tenido una gran evolución. En la década de los 70’s fue muy popular el uso de componentes de inserción en orificios (“THT” por sus siglas en inglés). Estos componentes, tanto integrados como discretos, requerían que sus terminales de conexión se insertaran en un agujero que se hacía en las placas de circuito impreso, para que se soldaran a las láminas conductoras de cobre que yacían en la cara posterior de la placa. Así por ejemplo, en los circuitos integrados, el encapsulado doble en línea (DIP por sus siglas en inglés) fue ampliamente utilizado en la fabricación de diversos aparatos electrónicos digitales y analógicos. El avance en la tecnología de fabricación de circuitos integrados, tuvo varias consecuencias, una de ellas fue que éstos pudieran realizar funciones cada vez más complejas, manejando por unidad, una mayor cantidad de señales de entrada, salida y de control. La segunda consecuencia fue el aumento en la velocidad de operación, mientras que un microprocesador típico de la década de los 70 podía funcionar a una frecuencia de 2.5MHz, en la década de los 80 las velocidades típicas eran ya de los 40MHz. Estos avances trajeron le necesidad de crear nuevos encapsulados, para solventar los requerimientos de mayor conectividad y minimización de capacidades y resistencias parásitas que permitieran el funcionamiento a frecuencias mayores. Así, en la década de los 80s se desarrolló el encapsulado plano cuádruple (QFP por sus siglas en inglés). Mientras que un encapsulado DIP albergaba un máximo de 50 conectores, el QFP permitía hasta 200 puntos de conexión, además, su reducido tamaño resultaba adecuado para el manejo de frecuencias del orden de cientos de mega Hertz. Aunque el desarrollo del grado de integración de los microcircuitos ha continuado su camino y ha llevado al diseño de nuevos y cada vez más sofisticados encapsulados, el diseño del QFP fue la piedra angular que cambió el paradigma de diseño de tarjetas de circuito impreso. Este tipo de empaquetamiento, tenía la novedad de montarse sobre la placa sin la necesidad de hacer agujeros. Lo cual dio origen a la “tecnología de montaje superficial” (SMT por sus siglas en inglés) como método
166
dominante para la construcción de circuitos electrónicos, dejando fuera de uso a la técnica de THT. En la tecnología SMT, los componentes son soldados directamente sobre la placa de circuito impreso. No es necesario hacer agujeros, como lo requería su precedente THT. Esto trajo varias ventajas, como la reducción en el tamaño de los componentes, y el consecuente aumento de la densidad del circuito, ya que además del menor tamaño, los elementos de montaje superficial también se pueden colocar en ambas caras de la placa. La técnica de montaje superficial es más confiable porque es más fácil de automatizar y es la que se usa actualmente en cualquier línea de fabricación en serie en la industria electrónica. Hasta el momento, no se ha contado en la DCBI, con un laboratorio donde los estudiantes puedan realizar la fabricación de un prototipo de circuito impreso con tecnología SMT. De manera individual, algunos profesores de distintos departamentos, han conseguido a través de proyectos las herramientas (sobre todo taladros), para producir prototipos THT usando el grabado térmico (planchado) del circuito y el ataque químico de la placa usando cloruro férrico. Hay que mencionar que esta técnica de fabricación de prototipos, además de ser obsoleta (década de los 70), es artesanal, por lo que no puede ser automatizada, lo que con lleva a una elevado tiempo de fabricación. Es riesgosa para el usuario, ya que maneja residuos químicos que son tóxicos y peligrosos y que requieren de un manejo especializado y costoso, mismo que ha sido difícil de conseguir al interior de la universidad. Por estas razones fundamentales, se propone la creación de un laboratorio de fabricación de prototipos de circuitos impresos que cuente con los implementos necesarios para realizar placas con tecnología SMT, que es la que se usa actualmente en la industria.
12.3. Justificación Como se mencionó en la introducción, el diseño y construcción de proyectos electrónicos en circuitos impresos ha tenido una gran evolución, sin embargo, la tecnología actual no se encuentra al alcance de nuestros estudiantes dentro de la UAM, por lo que se propone la creación de un Laboratorio de fabricación de prototipos de circuitos impresos, al cual tengan acceso todos los estudiantes de la DCBI que así lo requieran. Esta infraestructura incrementará sustancialmente las capacidades de desarrollo de los Proyectos Integrales que requieran el empleo de sistemas electrónicos, así como de los procesos de enseñanza-aprendizaje de diversas UEA en las Carreas de Ing. Electrónica, Ing. Mecánica, Ing. en Computación, Ing. Física, Ing. Eléctrica e Ing. Industrial. También nos permitirá evolucionar drásticamente en ramas del conocimiento como Diseño de Sistemas Electrónicos,
167
Mecatrónica, Comunicaciones, Instrumentación, Ingeniería Aeroespacial, Robótica, etc., que son áreas del conocimiento de vanguardia y que se encuentran en nuestras áreas de concentración dentro de las diversas carreras de la DCBI. Finalmente, nos pondrá en la misma línea que otras instituciones de educación superior del área metropolitana, (e. g. ESCOM-IPN), que ya cuentan desde hace más de un lustro, con laboratorios como el que aquí se propone y al cual tienen acceso sus estudiantes de licenciatura en su fase de realización de proyectos terminales.
12.4.
Objetivo general
Crear el Laboratorio de Fabricación de Prototipos de Circuitos Impresos, el cual ponga al alcance de la comunidad de la DCBI, la tecnología de fabricación que se usa actualmente, en la industria y en instituciones afines, en el desarrollo de circuitos impresos.
12.5. Objetivos específicos
Fomentar el desarrollo de proyectos más profesionales dentro de las diversas UEA de las carreras de la DCBI.
Incrementar la capacidad tecnológica de la DCBI en la fabricación de circuitos impresos para el desarrollo de sistemas electrónicos.
Favorecer el desarrollo del proceso de enseñanza-aprendizaje en UEA como: Diseño Electrónico Asistido por Computadora, Introducción a la Electrónica, Laboratorio de Diseño de Sistemas Electrónicos, Laboratorio del Diseño de Instrumentos, Temas Selectos de Control e Instrumentación, Temas selectos de Telecomunicaciones, Taller de Mecatrónica, Instrumentación y Equipo, Principios de Diseño y Construcción de Equipo, Sensores, Transductores y Detectores. Proporcionando el soporte para la fabricación de circuitos impresos.
Incrementar la calidad de los Proyectos de Integración en las carreras de Ing. Electrónica, Ing. Mecánica, Ing. en Computación, Ing. Física, Ing. Eléctrica e Ing. Industrial, que se imparten en la DCBI.
12.6. Descripción del laboratorio Este laboratorio contará con una máquina de fabricación de circuitos impresos, que pondrá al alcance de los distintos estudiantes de licenciatura y posgrado la tecnología de fabricación que se usa actualmente en el desarrollo de PCB´s de una y doble cara sin incluir la mascarilla antisoldante, tiene la capacidad de realizar el montaje de dispositivos tradicionales o superficiales, crear placas de
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distintas geometrías, realizar el perforado automático de ranuras para los dispositivos electrónicos con las normas y capacidades existentes en el mercado laboral actual. Estas capacidades incrementaran sustancialmente las capacidades de desarrollo de los Proyectos integrales que requieran el empleo de sistemas electrónicos, los procesos de enseñanza aprendizaje de diversas UEA en las Carreas de Ing. Electrónica, Ing. Mecánica, Ing. en Computación, Ing. Física, Ing. Eléctrica e Ing. Industrial. Nos permitirá evolucionar drásticamente en ramas del conocimiento como Mecatrónica, Robótica, Instrumentación y Equipo, Instrumentación Electrónica, que son áreas de Concentración dentro las diversas carreras de la división. El dispositivo solicitado para este Laboratorio comprende:
2 plotter fresador ProtoMat S63 con aditamentos para la dosificación de pasta.
Figura G.1. ProtoMat S63
Equipo de metalización de agujeros-metalización galvánica de prototipos de placas de circuito impreso y de series pequeñas (LPKF Contac RS / LPKF MiniContac RS).
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Figura G.2. LPKF Contac RS / LPKF MiniContac RS
LPKF ProtoFlow S: Horno Reflow altamente equipado para la soldadura sin plomo de componentes SMT.
Figura G.3. ProtoFlow S
Compresor de aire y consumibles iniciales
Tres mesas de trabajo para colocar el equipo.
Por lo que se solicita un monto de 2,500000 pesos. Todos estos equipos tienen como finalidad principal la docencia a nivel licenciatura, sin embargo, cabe mencionar que toda la infraestructura solicitada está diseñada para operar en procesos industriales y algunas instituciones como la ESCOM del IPN, cuentan con un equipo de estas características.
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12.7. Cuadro de costos Descripción
Precio Dlls
Precio Pesos
2 plotter fresador ProtoMat S63 con aditamentos para la 116000dlls
2,435,000.00
dosificación de pasta.
Equipo de Metalización de agujeros Metalización galvánica de prototipos de placas de circuito impreso y de series pequeñas.
LPKF ProtoFlow S: Horno Reflow altamente equipado para la soldadura sin plomo de componentes SMT.
Compresor de aire y consumibles iniciales.
Tres mesas de trabajo
65,000
El precio interbancario fue calculado a 21 pesos por dólar y el total solicitado es de $2,500,000 pesos para este laboratorio.
12.8. Programa de adquisición. El equipo será adquirido en una sola operación, debido a los tiempos administrativos y de importación se considera que el equipo este instalado y funcionando en un plazo no mayor de 1 año después de tener los recursos disponibles. Y el impacto real del equipo será tangible dos años después de puesto en marcha el laboratorio, debido a que los profesores y estudiantes debemos tener un periodo de adaptación para poder aprovechar adecuadamente las capacidades de la infraestructura solicitada.
12.9. Impacto Nuestros estudiantes podrán realizar trabajos para las UEA o los proyectos de integración de una forma más profesionalizada. Se verá reflejado en la calidad de sus prototipos, disminuirán en al menos un trimestre el tiempo de egreso de los estudiantes que decidan aprovechar la infraestructura. Esta infraestructura podrá darnos una proyección a nivel nacional por su tecnología y aprovechamiento en el sector educativo y de enlace con industrias que involucren a nuestros estudiantes para satisfacer sus necesidades tecnológicas.
12.10. Metas y resultados evaluables en 2019
171
Actualizar e elevar el proceso de enseñanza-aprendizaje del perfil de egreso de las carreras, actualizando los programas sintéticos de diversas UEA (al menos 3). Incrementar en un 10% la oferta de proyectos de integración de la carrera de Ingeniería Física, Ingeniería electrónica e Ingeniería Mecánica a partir de la infraestructura solicitada. Mejorar en un 10 % el índice de aprobación en las UEA de Proyecto de Integración de las diversas carrearas que ofrece la DCBI.
12.11. Referencias [1] Pagina web de LPKF Laser & Electronics (http://www.lpkf.com)
172
13. Anexo H. Laboratorio de fabricación de prototipos 3D
13.1. Resumen En este laboratorio se podrán realizar la fabricación de prototipos 3D diseñados a partir de un diseño CAD. Contará con una cortadora laser CNC y dos impresoras 3D (de hilo y de polímero), que nos permitirá la creación de modelos en 3D de una dureza media, con resoluciones de 0.1mm y geometrías complejas o con espesores muy pequeños donde es inviable el empleo de sistemas de maquilado CNC.
13.2. Antecedentes En este proyecto se propone la creación del laboratorio de fabricación de prototipos 3D, el cual se fundamenta en dos tecnologías, las impresoras 3D y las cortadoras laser, que están impactando a nivel industria y a nivel de la investigación básica. La impresión 3D es una tecnología que permite modelar objetos y piezas por sistemas de inyección de polímeros o de solidificación de polvo. Con la impresión 3D se puede crear con un software de diseño 3D (CAD) y enviarlo directamente a la máquina de impresión, lo que permite elaborar piezas muy complejas con bastante rapidez. Las impresoras 3D surgieron en los 60s y durante muchos años estuvieron muy limitadas en sectores industriales y en materiales. Ente los años 1988 y 1990 surgió la impresión por deposición de material fundido (fused deposition modelling o FDM) y la impresión por láser (selective laser sintering o SLS). El Dr Bowyer de la Universidad de Bath, en 2005, desarrollo la primera máquina 3D autorreplicante, que supone un adelanto en la normalización y acceso a las impresoras tridimensionales. En 2009, la empresa Organovo presenta la impresora 3D MMX Bioprinter, la primera capaz de fabricar tejidos orgánicos. Estas máquinas fueron muy empleadas en el campo de la arquitectura, la automoción y el diseño industrial para la fabricación de maquetas o prototipos. Pero recientemente están causando una verdadera revolución en el terreno de la biomedicina, la industria aeronáutica y la industria aeroespacial. Un ejemplo en biomedicina es el desarrollo de una prótesis de tráquea capaz de adaptarse al crecimiento de los tres niños afectados de traqueobroncomalacia (una patología que cierra los bronquios al respirar), desarrollado en la Universidad de Michigan. Con estos adelantos también es posible fabricar audífonos, vértebras, prótesis de cadera, de rodilla [El país].
173
En las instalaciones de Airbus, en Hamburgo, las impresoras láser en 3D son capaces de reproducir componentes de metal de toda la gama de aviones Airbus, piezas más ligeras, fuertes y mucho más baratas. Logrando reducir el peso y abaratar el proceso hasta en 30% [Euro news]. Del mismo modo está impactando en la industria aeroespacial [stratasys]. La tecnología de corte y grabado mediante láser, no es nueva, sin embargo, en años recientes se ha popularizado debido a la inserción de láseres de fibra óptica. La mejor característica del corte por láser es su capacidad para procesar un inmenso número de materiales y de espesores. Las piezas cortadas con láser tienen una altísima calidad y no necesitan ser repasadas, salen directamente para ser ensambladas. Entre las aplicaciones industriales del láser para procesado de materiales se calcula que en torno al 60% de la actividad está dedicada al corte. Una de las industrias que mayormente absorbe esta actividad es la industria del automóvil, la industria auxiliar del automóvil, la industria aeronáutica y aeroespacial. El acceso a estas tecnologías incrementará las capacidades creativas e innovadoras para que los estudiantes de la DCBI, que podrán tener la posibilidad de diseñar, fabricar prototipo y probar objetos utilitarios y productos muy cercanos a lo que encontraran en su vida laboral.
13.3. Justificación Como se mencionó en la introducción, el diseño y construcción de proyectos basados en la Impresión 3d y el corte por láser tiene un impacto importante en la industria de diversos sectores, sin embargo, la tecnología actual no se encuentra al alcance de nuestros estudiantes dentro de la DCBI, por lo que se propone la creación de un Laboratorio de fabricación de prototipos 3D, al cual tengan acceso todos los estudiantes de la división que así lo requieran. En este laboratorio se puedan construir prototipos o proyectos tecnológicos en las distintas ramas del conocimiento. Esto fortaleces tanto a las UEA avanzadas de las distintas Licenciaturas de la DCBI como Ingeniería óptica, Principios de diseño y construcción de equipo, Innovación, Taller de fuentes alternas, Acústica, Temas selectos de ingeniería física Dibujo técnico asistido por computadora, Manufactura asistida por computadora, Temas selectos de robótica, Taller de mecatrónica, Temas selectos de mecatrónica. Permitirá el fortalecimiento en la infraestructura divisional de docencia y incrementará la calidad de los Proyectos de Integración desarrollados por los estudiantes de las diversas licenciaturas de la DCBI. Con esto se
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evitaría que los estudiantes, profesores o departamentos recurran a servicios externos particulares para la fabricación de muchas de las componentes altamente especializadas y sobre diseño específico necesarios para el desarrollo de Proyectos de Integración, proyectos de las UEA avanzadas o el desarrollo de prototipos para la impartición de UEA. Finalmente, nos pondrá en la misma línea que otras instituciones de educación superior del área metropolitana, (e. g. UPITA-IPN), que ya cuentan con laboratorios como el que aquí se propone y al cual tienen acceso sus estudiantes de licenciatura en su fase de realización de proyectos terminales.
13.4.
Objetivo general
Crear el Laboratorio de fabricación de prototipos 3D, el cual ponga al alcance de la comunidad de la DCBI, la tecnología de fabricación que se usa actualmente, en la industria y en instituciones afines, en el desarrollo de modelos 3D.
13.5. Objetivos específicos
Fomentar el desarrollo de proyectos más profesionales dentro de las diversas UEA de las carreras de la DCBI.
Incrementar la capacidad tecnológica de la DCBI en la fabricación de piezas 3D que impulse el desarrollo prototipos biomédicos, mecánicos, mecatrónicas, etc.
Favorecer y dar soporte al desarrollo del proceso de enseñanza-aprendizaje en UEA como: Ingeniería óptica, Principios de diseño y construcción de equipo, Innovación, Taller de fuentes alternas, Acústica, Temas selectos de ingeniería física Dibujo técnico asistido por computadora, Manufactura asistida por computadora, Temas selectos de robótica, Taller de mecatrónica, Temas selectos de mecatrónica.
Incrementar la calidad de los Proyectos de Integración en las carreras de Ing. Electrónica, Ing. Mecánica, Ing. en Computación, Ing. Física, Ing. Eléctrica e Ing. Industrial, que se imparten en la DCBI.
13.6. Descripción del laboratorio. Las tendencias actuales incluyen en desarrollo de modelos en 3D para diversas ramas del conocimiento como son Mecatrónica, Ing. Aeroespacial, la Biomédica, la Robótica, la micro manufactura de dispositivos comerciales, etc. Estas áreas están íntimamente relacionadas con los conocimientos que se imparten en las licenciaturas de la división. Por lo que se propone crear un
175
laboratorio que preste la accesibilidad a este tipo de tecnología a nuestros estudiantes, dándoles la oportunidad de integrarla al desarrollo de sus proyectos de integración o al desarrollo de prototipos de las UEA de especialización como mecanismos, Taller de mecatrónica, Principios de diseño y construcción de equipos, Ingeniería óptica, etc. Las impresoras 3D solicitadas y la cortadora laser, que serán la infraestructura de este laboratorio, se programa partir de un diseño CAD, permitiendo la creación de modelos en 3D de una dureza media y elaborar componentes con geometrías complejas, con espesores pequeños y pesos bajos donde es inviable el empleo de sistemas de maquilado CNC metalizado. Los equipos solicitados para este Laboratorio son:
Cortadora PLS6MW (Multi-Wavelength Laser Platform™)
Área de trabajo: 813mm x 457mm. Dimensiones del equipo: 1118mm x 991mm x 914mm. Poder de laser: 75 W el de CO2 y 50W el de Fibra. Tipo de laser: CO2 y fibra óptica. Velocidad de grabado: 06000mm/min. Velocidad de corte: 0-3600mm/min. Alimentacion : 100V/10A. Soporta formatos: BMP, PLT, DST, DXF, AI. Peso: 156 kg. Material aceptable para grabado: Los materiales orgánicos e inorgánicos absorben, transmiten o reflejan determinadas longitudes de onda de energía láser. Para procesar la gama más amplia de materiales, usted debe utilizar la gama de longitudes de onda de láser más amplia posible. La PLS6MW proporciona tres fuentes de longitud de onda intercambiables.
Figura H.1. Cortadora laser PLS6MW (Multi-Wavelength Laser Platform™)
176
Impresora 3D Mod. Dimension Elite, en paquete educativo
Material de impresión: ABSplus. Material de Soporte: Soluble Support Technology (SST). Dimensiones máximas de las piezas: 203 x 203 x 305 mm (8 x 8 x 12 in). Espesor de las capas: 0.178 mm (.007 in) o 0.254 mm (.010 in) dependiendo del material de soporte.Tamaño y Peso de la maquina: 686 x 914 x 1041 mm (27 x 36 x 41 in) 136kg (300 lbs). Alimentación requerida: 110–120 VAC, 60 Hz, con circuito exclusivo a 15A; o 220–240 VAC 50/60 Hz, con circuito exclusivo de 7A.
Figura H.2. Impresora 3D Dimension Elite.
OBJET30 V3.0, en paquete escolar.
Material de impresión: liquid photopolymer. Material de Soporte: SUP705 gel-like photopolymer support. Dimensiones máximas de las piezas: 300 x 200 x 150 mm (11.81 x 7.87 x 5.9 in.). Espesor de las capas: 28 micras (0.0011 in.). Tamaño y Peso de la maquina: 82.6 x 60 x 62 cm (32.5 x 23.6 x 24.4 in.); 106 kg (234 lbs.). Alimentación requerida: circuito exclusivo de 100-200V; 50-60Hz; 7A o 200240V; 50-60Hz 3.5ª.
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Figura H.3. Impresora 3D OBJET30 V3.0 Por la calidad de los equipos solicitados y la calidad de trabajo que pueden realizar, fueron elegidos. Por lo cual se solicita un monto de 2,800,000 pesos.
13.7. Cuadro de costos Descripción
Costo en dlls
Impresora 3D OBJET30 V3.0, en paquete 39,300
Costo en MN 825,300
escolar Impresora 3D Mod. Dimension Elite, en 42,350
889,350
paquete educativo Cortadora PLS6MW
(Multi-Wavelength 37,500
998,000
Laser Platform™)
3 Gabinetes y mesa de trabajo
87350
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El precio interbancario fue calculado a 21 pesos por dólar y el total solicitado es de $2,800,000 pesos para este laboratorio.
13.8. Programa de adquisición con cronograma. El equipo será adquirido en una sola operación, debido a los tiempos administrativos y de importación se considera que el equipo este instalado y funcionando en un plazo no mayor de 1 año después de tener los recursos disponibles. Y el impacto real del equipo será tangible dos años después de puesto en marcha el laboratorio, debido a que los profesores y estudiantes debemos tener un periodo de adaptación para poder aprovechar adecuadamente las capacidades de la infraestructura solicitada.
13.9. Impacto Nuestros estudiantes podrán realizar trabajos para las UEA o los proyectos de integración de una más profesionalizada. Se verá reflejado en la calidad de sus prototipos, disminuirán en al menos un trimestre el tiempo de egreso de los estudiantes que decidan aprovechar la infraestructura. Esta infraestructura podrá darnos una proyección a nivel nacional por su tecnología y aprovechamiento en el sector educativo y de enlace con industrias que involucren a nuestros estudiantes para satisfacer sus necesidades tecnológica.
13.10. Metas y resultados evaluables en 2019 Actualizar e elevar el proceso de enseñanza-aprendizaje del perfil de egreso de las carreras, actualizando los programas de estudio de diversas UEA (al menos 3). Incrementar en un 10% la oferta de proyectos de integración de la carrera de Ingeniería Física, Ingeniería electrónica e Ingeniería Mecánica a partir de la infraestructura solicitada. Mejorar en un 10 % el índice de aprobación en las UEA de Proyecto de Integración de las diversas carrearas que ofrece la DCBI.
13.11. Referencias [El pais] http://elpais.com/elpais/2015/05/02/opinion/1430580404_825657.html [euronews] http://es.euronews.com/2014/06/18/producir-partes-de-un-avion-a-traves-de-impreso ras-3d-es-posible/
179
[stratasys] http://www.stratasys.com/es/resources/case-studies?industries=Sector aeroespacial
180
14.
Anexo I. Laboratorio de luz y materia
14.1.
Resumen
Este laboratorio brindará apoyo a diversas UEA del Tronco General, el Tronco Básico Profesional y el Tronco de Integración, que se imparten a las carreras en la DCBI, beneficiando a una población estimada de 1400 alumnos por trimestre. Tendrá como eje central el estudio y desarrollo tecnológico de la interacción entre los átomos, moléculas, electrones, sonido y luz, temas fundamentales en muchas áreas de las ciencias y tecnologías actuales, que han permitido un sinnúmero de avances tecnológicos y brindará las herramientas adecuadas para la impartición de las UEA relacionadas con estos tópicos.
14.2. Antecedentes El Departamento de Ciencias Básicas esta consiente que el proceso de enseñanza-aprendizaje de los estudiantes de la DCBI debe evolucionar continuamente, buscando aplicar las herramientas tecnológicas y los métodos más actuales para lograr los objetivos de cada UEA. En el departamento de Ciencias Básicas, los grupos temáticos de las distintas UEA, se han preocupado por revisar y mejorar los contenidos de los programas de estudio y por innovar en el proceso de enseñanzaaprendizaje. Se ha observado que la impartición de los contenidos de las materias teóricas muchas veces se hace monótono y poco ilustrativo, en este sentido realiza la propuesta de integrar demostraciones de tipo experimental dentro de las clases teóricas. Diversos autores coinciden y han mostrado mediante estudios de grupos de control que hay un sinnúmero de beneficios al incorporar experimentos en los cursos de teoría [1], como la mejora en el rendimiento de los estudiantes, un mayor interés hacia los temas y un incremento en el promedio de sus calificaciones que ronda el 7%. Así, se vuelve importante implementar este tipo de metodologías, sobre todo si se considera que tan sólo las UEA de tipo teórico Taller de Física, Cinemática y Dinámica de las partículas y Dinámica del Cuerpo Rígido atienden en conjunto a una población trimestral aproximada de 1400 alumnos. La implementación de este tipo de herramientas tiene como objetivo el mejorar considerablemente el proceso de enseñanza aprendizaje, un ejemplo de este tipo de innovación son los videos de la colección El Universo Mecánico (1985), proyecto del Instituto Tecnológico de California donde se intenta hacer más accesible el conocimiento de la física a nivel universitario, realizando algunas demostraciones experimentales para explicar los conceptos esenciales para entender la tecnología actual. Del mismo modo Riveros [2], analiza diversos mecanismos para mejorar la enseñanza en el
181
aula de la Física. Las conclusiones presentadas, son simples, entre mayores recursos didácticos y mayor motivación del profesor por preparar su clase, los resultados del proceso enseñanza aprendizaje serán mejores. Este laboratorio pretende contar con la infraestructura mínima para subsanar las debilidades en nuestros procesos de enseñanza-aprendizaje de las diferentes UEA que imparte el Departamento de Ciencias Básicas e innovar el proceso de enseñanza-aprendizaje con el fin de mejorar nuestros indicadores de aprobación en diversas UEA obligatorias de todas nuestras carreras que se imparten en la división. Además de adquirir infraestructura de UEA que son obligatorias de las cuales no tenemos la infraestructura adecuada, tomando el mismo criterio para UEA optativas que actualmente son importantes en el campo laboral y tecnológico de diversos campos del conocimiento. En los planes de estudios de las carreras de Ingeniería de la DCBI, todas las UEA que versan sobre la interacción de los átomos, moléculas, electrones y luz proporcionan las bases para el desarrollo de tecnologías en todas las ramas del conocimiento. Lamentablemente a la fecha, aún no contamos con la infraestructura suficiente para el desarrollo correcto de habilidades y capacidades en estas áreas del conocimiento, por lo que proponemos la creación de Laboratorio de luz y materia. Además, debido a las adecuaciones de los planes y programas de estudio, cuyo objetivo fue armonizarlos con las necesidades laborales actuales se crearon UEA obligatorias, que requieren una infraestructura específica para ser impartidas, con la cual actualmente no contamos y son responsabilidad del DCBI impartirlas. Otro problema a atender es que UEA de tipo optativo en 15 años no ha sido posible adquirir la infraestructura necesaria debido a los altos costos, pero que actualmente representan la tendencia tecnología más actual en diversos campos como las comunicaciones, los sistemas de entretenimiento, la biomédica, la biofísica, etc.
14.3. Justificación La diversidad de campos de investigación de la interacción de la materia en el ámbito macroscópico como microscópico, requiere sólidas bases del conocimiento de los cursos que se imparten en el tronco básico profesional. Es necesario realizar un proceso de innovación a partir de metodologías interactivas que interesen a los estudiantes en diversas ramas del conocimiento, incremente el índice de aprobación y disminuyan nuestros tiempos de egreso. En este sentido se pretende innovar en la forma de conducción de las UEA relacionadas con la mecánica newtoniana, que es la base de la
182
formación de nuestros estudiantes de las 10 licenciaturas ofrecidas por la DCBI. Del mismo modo, la interacción radiación-materia, ofrecen una gama de oportunidades de empleo que van desde la creación de herramientas para realizar mediciones de precisión de constantes fundamentales de la naturaleza pasando por la medición de efectos de violación de paridades en átomos hasta el desarrollo de sensores de radiación mediante fibras ópticas dopadas. Otras áreas de desarrollo son en la óptica cuántica, el enfriamiento por láser y confinamiento de átomos, la física de plasmas, la física atmosférica, diversos tipos de espectroscopias (electromagnética, electrón, masas, etc.), interferómetros atómicos, la búsqueda del momento dipolar eléctrico del electrón, la búsqueda de la materia oscura, el estudio de las consecuencias de la condensación Bose-Einstein, la generación y aplicación de pulsos ultracortos de rayos x, la computación cuántica y el procesamiento de información, investigaciones en antimateria, la exploración de las propiedades fundamentales de la gravedad, y la espectroscopia de moléculas novedosas y sistemas de estado sólido. Las técnicas de física atómica también se aprovechan en experimentos que se enfocan en temas fundamentales en física de partículas y física nuclear, así como en física de materia condensada. Los avances en radares y equipos de ultrasonido, así como la instrumentación acústica implican un reto para nuestra división donde realmente no hemos incursionado. Adicionalmente, gracias a que los dispositivos e instrumentos utilizados en la fotonica que permiten la manipulación, transmisión detección y creación de luz, así como la interacción con el medio. Lo que la ha llevado a ser el pilar de la tecnología del siglo XXI, ya que tiene influencia en el ámbito de las comunicaciones, la biofotonica, el sensado óptico, la biomédica, la manipulación genética, entre muchas otras, por lo que proporcionarle habilidades básicas y la infraestructura básica para su proceso de enseñanza aprendizaje permitirá a nuestros egresados desarrollarse en muchos ámbitos tecnológicos de vanguardia en el sector laboral. Para algunas UEA relacionadas con esta concepción, que se imparten en el tronco básico, en el tronco básico profesional y en las optativas, tenemos un grave rezago debido a los altos costos de los equipos y aunque en la DCBI existen algunos instrumentos y equipos íntimamente relacionados con estos tópicos, lamentablemente no se encuentran al alcance de los estudiantes de nuestras licenciaturas, esto debido a que son equipos de investigación. Aunado a esto, también existen equipos de esta propuesta que no existen en la Unidad, por lo cual planteamos la creación de esta Laboratorio de Docencia Divisional que permitirá atender las necesidades más inmediatas de 9 UEA. En consecuencia, se mejorará e innovará el proceso de enseñanza aprendizaje de estas UEA, beneficiando los índices de aprobación y en consecuencia teniendo la posibilidad de acelerar el paso
183
de los estudiantes en las carreras de la DCBI.
14.4. Objetivo general Crear el Laboratorio de luz y materia, espacio que permitirá contar con equipos modernos y adecuados, que faciliten, fortalezcan e innoven el proceso de enseñanza-aprendizaje de las UEA del tronco básico, el tronco básico profesional y el tronco de integración.
14.5. Objetivos específicos
Implementar e innovar en el proceso de enseñanza-aprendizaje en las UEA de Taller de física, Cinemática y dinámica de partículas, y Dinámica del cuerpo rígido; a partir del equipamiento adecuado para realizar demostraciones en las clases teóricas sin necesidad de ir al laboratorio.
Subsanar problemas de equipamiento y fortalecer el desarrollo del proceso de enseñanzaaprendizaje en UEA como: Laboratorio de física atómica y molecular, Laboratorio de Óptica, Comunicaciones Ópticas, Optoelectrónica, Imágenes, Acústica, Sensores, transductores y detectores, entre otras.
Incrementar la capacidad tecnológica de la DCBI en la control, transmisión y manipulación átomos, moléculas, materia y fotones
Incrementar la calidad de los Proyectos de Integración en las carreras de Ing. Física, Ing. Electrónica, Ing. en Computación, Ing. Eléctrica e Ing. Metalúrgica, que se imparten en la DCBI.
14.6. Descripción del laboratorio. Una limitación importante en el desarrollo tecnológico de cualquier institución es la falta de infraestructura adecuada que apoye el desarrollo de todas líneas de trabajo académico. Los grupos temáticos del Departamento de Ciencias Básicas buscan innovar y mantener actualizado los planes de estudio que se imparten en la DCBI de la UAM-Azc. En este sentido, se han encontrado que es posible innovar nuestro proceso de enseñanza aprendizaje en UEA del tronco general donde los índices de aprobación de nuestros estudiantes es aproximadamente del 35%. En este sentido se busca la adquisición de infraestructura que permita mejorar la impartición de las UEA teóricas en el área de física básica, impactando directamente en las 10 licenciaturas de la DCBI. Además, esta propuesta pretende solucionar un problema de infraestructura para UEA del Laboratorio de física atómica y molecular, que es materia obligatoria en el plan de estudios de Ingeniería Física y del mismo
184
modo solucionar el problema de infraestructura de las UEA de Optoelectrónica, Imágenes y Acústica. Además de dar soporte en el proceso de enseñanza aprendizaje de las UEA de Laboratorio de Óptica, Comunicaciones ópticas y Sensores detectores y actuadores, que corresponde al plan de estudios de Ingeniería Electrónica, Eléctrica y Física. El impacto global del laboratorio propuesto es en 4 UEA obligatorias y 4 UEA optativas impartidas en el Departamento de Ciencias Básicas. Fortaleciendo del
Ing. Ambiental
Ing. Civil
Ing. en Computación
Ing. Eléctrica
Ing. Electrónica
Ing. Física
Ing. Industrial
Ing. Mecánica
Ing. Metalúrgica
Ing. Química
mismo modo una UEA impartida en el Departamento de Electrónica.
Introducción a la física
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Cinemática y Dinámica de Partículas
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Dinámica del Cuerpo Rígido
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Laboratorio Molecular
de
Física
Atómica
y
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Laboratorio de Óptica
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Optoelectrónica
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Comunicaciones ópticas
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Acústica
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Imágenes
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Sensores, actuadores y detectores
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Entonces, se propone crear el Laboratorio de luz y materia, el cual contará con Kits de Mecánica sobre pizarra blanca de pared, que permitirán mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje de materias teóricas del tronco básico, ya que permite realizar demostraciones de fenómenos físicos sobre el pizarrón, permitiendo escribir las unidades de medida, trazar los diagramas vectoriales o anotar explicaciones en el pizarrón, directamente al lado del montaje experimental mejorando considerablemente el proceso de enseñanza aprendizaje, con un peso mínimo de 8kg para poder
185
transportado a cualquier aula de enseñanza y los componentes de gran tamaño garantizan arreglos experimentales visibles a distancia. Además de integrar 4 arreglos experimentales para la impartición de la UEA de Laboratorio de física atómica y molecular. Se solicitan 8 equipos que son necesarios para la impartición de las UEA de Optoelectrónica e Imágenes y finalmente se solicitan 6 equipos que son básicos en la impartición de la UEA de Acústica. Con esta propuesta para este Laboratorio de luz y materia, se puedan cubrir las mínimas necesidades de las UEA mencionadas anteriormente. Donde se ha considerado que el cupo de estudiantes debería de ser de 12 o menor para las UEA prácticas y de 30 o 45 para las teóricas. En detalle solicitamos el equipo listado para la realización de nuestras funciones docentes:
20 Kits de Mecánica sobre pizarra blanca de pared (3B Scientific U8400040)
Figura I.1. Kits de mecánica sobre pizarra blanca
Kit básico de rayos X marca Phywe, con extensión a física del estado sólido y caracterización de Rayos X
Figura I.2. Kits básico de rayos X
Experimento de Dispersión de Rutherford marca LD Didactic
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Figura I.3. Experimento de Dispersión de Rutherford
Experimento en resonancia del spin del electrón marca LD Didactic
Figura I.4. Experimento en resonancia del spin del electrón
Espectrómetro compacto con rango de 200 a 1000nm marca thorlabs
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Figura I.5. Espectrómetro compacto con rango de 200 a 1000nm
Analizador de espectros ópticos con rango de longitud de onda de 600nm a 1750nm marca Anritsu
Figura I.6. Analizador de espectros ópticos
Modulo OTDR (autorefractómetro de fibra óptica para verificar cableado óptico) marca Anritsu.
Figura I.7. OTDR Anritsu-MT9090A
Control de diodo laser con temperatura a 1.5A marca Newport
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Figura I.8. Controlador de diodo laser Newport
Fusinadora de fibra (también conocida como empalmadora laser) Yamasaki Y90
Figura I.9. Empalmadora Yamasaki
Esfera integradora marca Newport, con rango de 200 a 2500nm
Figura I.10. Esfera integradora Newport
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Medidor de potencia óptica, de 800nm - 1700nm, -60dBm to +13dBm (1nW - 20mW), Marca Thorlabs.
Figura I.11. Medidor de Potencia
Placa antivibratoria de 600mm x 600mmx 70mm marca Newport.
Figura I.12. Placa antivibratoria
Cámara termografía HotFind-LT Color+LWIR
Analizador de espectros SR785, rango 0 a 100khz y dos canales , marca Stanford Research.
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Figura I.13. Analizador de espectros SR785
Analizador Acústico SR1 con rango de frecuencia de 200kHz, marca Stanford Research.
Figura I.14. Analizador Acústico SR1
Generador de funciones de ultra-baja distorsión DS360, con rango de frecuencia de 200kHz, marca Stanford Research.
Figura I.15. Generador de funciones de ultra-baja distorsión DS360
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Fuente sonora de referencia Brüel & Kjear 4204.
Figura I.16. Fuente sonora
Micrófonos con intervalo de frecuencia 20 Hz a 20kHz, marca Brüel & Kjear
Micrófonos con intervalo de frecuencia 20 Hz a 100kHz, marca Brüel & Kjear
Y además solicitaríamos mobiliario que consta de 4 estaciones de trabajo y 6 gabinetes. Debido a los equipos tan delicados y costosos, únicamente se pidió el equipo estrictamente necesario.
14.7. Cuadro de costos Infraestructura requerida Set de experimentos de mecánica para pizarrón blanco (20 Juegos) Instrumento de rayos x Experimento de dispersión de Rutherford Experimento en resonancia del spin del electrón Espectrómetro compacto, Extended Range: 200 - 1000 nm Analizador de espectros ópticos Empalmadora de fibra Yamasaki Y90 Kit de control de un láser de diodo, 1.5 A. Esfera integradora 70672 Refractómetro óptico en el dominio del tiempo (OTDR) Cámara de termografía Tabla óptica (breadboard) Medidor de potencia óptica de fibra, 800 nm - 1700 nm, -60 dBm to +13 dBm (1 nW - 20 mW)
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Costo 730,000 1,600,000 250,000 250,000 81,000 672,000 244,000 150,000 90,000 30,000 200,000 30,000 20,000
Analizador de espectros Generador de funciones Analizador Acústico Fuente sonora de referencia Micrófonos con intervalo de frecuencia 20 Hz a 20kHz Micrófonos con intervalo de frecuencia 20 Hz a 100kHz 4 estaciones de trabajo y 6 gabinetes
500,000 120,000 385,000 308,000 65,000 75,000 200,000
Por lo que se solicitan $6,0000,000 MN.
14.8. Programa de adquisición con cronograma. El equipo será adquirido en una sola operación, debido a los tiempos administrativos y de importación se considera que el equipo este instalado y funcionando en un plazo no mayor de 1 año después de tener los recursos disponibles. Y el impacto real del equipo será tangible dos años después de puesto en marcha el laboratorio, debido a que los profesores y estudiantes debemos tener un periodo de adaptación para poder aprovechar adecuadamente las capacidades de la infraestructura solicitada
14.9. Impacto esperado
Realizaremos una innovación en el proceso de enseñanza-aprendizaje en las UEA Taller de física, Cinemática y dinámica de partículas, y Dinámica del cuerpo rígido. Donde esperamos impacto importante en la formación de nuestros estudiantes de las 10 licenciaturas. Logrando en consecuencia elevar nuestro nivel académico, nuestros índices de aprobación y repercutir positivamente en el tiempo que tardan en terminar el tronco básico nuestros alumnos.
Impartir de manera adecuada la UEA de Laboratorio de física atómica y molecular, la cual no cuenta con la infraestructura adecuada al pasar de una UEA optativa a obligatoria. Impactando directamente en el proceso de enseñanza aprendizaje de esta UEA y beneficiando específicamente la carrea de Ing. Física.
Se solucionar el problema de la infraestructura nula para la impartición de las UEA Optoelectrónica, Imágenes y Acústica; impactando directamente en el proceso de enseñanza aprendizaje de estas UEA y beneficiando íntegramente la carrea de Ing. Física.
La infraestructura solicitada incrementará la calidad de los Proyectos de Integración en las carreras que se imparten en la DCBI, ya que son equipos que tiene aplicaciones muy diversas e impacto directo en las tecnologías con más desarrollo actualmente, como son las
193
comunicaciones ópticas, la biomédica, biofísica, fotonica, etc.
14.10. Metas y resultados evaluables en 2019
Incrementar en un 10% la aprobación de las UEA Taller de física, Cinemática y dinámica de partículas, y Dinámica del cuerpo rígido.
Actualizar y reformular el programa sintético de una UEA obligatoria y tres optativas.
Se crearán al menos 2 manuales de actividades experimentales para la impartición de las UEA directamente implicadas en el laboratorio propuesto.
Adecuar los cupos y duplicar la oferta de cursos de la UEA Laboratorio de física atómica y molecular.
Incrementar en un 20% la oferta de las UEA Optoelectrónica, Imágenes y Acústica.
Incrementar en un 15% la oferta de proyectos de integración de la carrera de Ingeniería Física.
14.11. Referencias [1] Redish, E. F. (2003) Teaching Physics with the Physics Suite, Wiley and Sons. Contiene 11 actividades de investigación en adición a ejercicios prácticos para hacer en clases. [2] H.G. Riveros R. “¿Quiero mejorar mi clase de Física? Sócrates y el Arte de pensar,” Notas de un curso de actualización de profesores, IFUNAM (http://www.fisica.unam.mx/personales/hgriveros /docu/Quiero_mejorar_mi_clase_de_FisicaF.pdf)
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