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ELABORÓ:

Comité de Directores de la Carrera de TSU en Energías Renovables

REVISÓ: Dirección Académica

APROBÓ: C. G. U. T. y P.

FECHA DE ENTRADA EN VIGOR:

Septiembre de 2015

F-CAD-SPE-28-PE-5B-08-A2

ASIGNATURA DE FISICOQUÍMICA APLICADA

1. Competencias Desarrollar sistemas fototérmicos y fotovoltaicos con base en los requerimientos de la industria y la sociedad para contribuir a satisfacer con la demanda de energía y disminuir el impacto ambiental.

2. Cuatrimestre Cuarto

3. Horas Teóricas 32

4. Horas Prácticas 73

5. Horas Totales 105

6. Horas Totales por Semana Cuatrimestre

7

7. Objetivo de aprendizaje El alumno determinará los requisitos fisicoquímicos, fisicomecánicos y métodos de soldadura para eficientar sistemas sustentables con uso de energía solar y proponer alternativas de aplicación de energía renovables.

Unidades de Aprendizaje Horas

Teóricas Prácticas Totales

I. La energía solar 2 5 7

II. Electroquímica 7 14 21

III. Materiales compuestos 2 5 7

IV. Propiedades térmicas de los materiales 7 14 21

V. Uniones soldadas 10 25 35

VI. Efecto foto-voltaico, foto-térmico y calorífico 4 10 14

Totales 32 73 105

TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN ENERGÍAS RENOVABLES ÁREA ENERGÍA SOLAR

EN COMPETENCIAS PROFESIONALES

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Septiembre de 2015


FISICOQUÍMICA APLICADA

UNIDADES DE APRENDIZAJE

1. Unidad de aprendizaje

I. La energía solar



4. Horas Totales 7

5. Objetivo de la Unidad de Aprendizaje

El alumno determinará el comportamiento de la energía proveniente del sol, a través de mediciones y gráficas, para su aprovechamiento en los procesos de energías renovables.

Temas Saber Saber hacer Ser

Conceptos sobre la energía solar

Explicar los conceptos básicos de energía solar (cliclo proton-proton, reacción nuclear), reacciones solares.

Observador Analítico Razonamiento deductivo Capacidad de autoaprendizaje Responsabilidad Disciplina Orden Limpieza

Transporte de energía

Comprender las características de la energía solar (frecuencias, longitudes de onda) y su relación con el espectro electromagnético (extraterrestre y terrestre).

Trazar diferentes formas de onda y frecuencia. Realizar mediciones de las ondas provenientes del sol (utilizando el generador de funciones y el osciloscopio).


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PROCESO DE EVALUACIÓN

Resultado de aprendizaje Secuencia de aprendizaje Instrumentos y tipos

de reactivos

A partir de un caso, elabora un reporte que contenga: - Mapa mental de la reacción nuclear que sucede en el sol - Representación de ondas - Análisis de una señal senoidal y su analogía con el espectro electro-magnético -Gráfica del espectro electro-magnético

1. Identificar los conceptos básicos de las reacciones para la generación de la energía solar 2. Describir las características de las ondas de radiación solar 3. Identificar los efectos de la radiación solar 4. Comprender el procedimiento para medir y representar las radiaciones de onda que provienen del sol

Estudios de caso Listas de cotejo

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PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE

Métodos y técnicas de enseñanza Medios y materiales didácticos

Ejercicios prácticos Estudios de casos Tareas de investigación

Material impreso Cañón Lap top Pintarrón Equipo de laboratorio Reactivos químicos Equipo de medición

ESPACIO FORMATIVO

Aula Laboratorio / Taller Empresa

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II. Electroquímica



4. Horas Totales 21


El alumno evaluará los efectos de los fenómenos electroquímicos, procedimientos de laboratorio para su aprovechamiento como fuente de energía.


Reacciones de oxidación reducción

Comprender los balances de ecuaciones mediante el método redox.

Demostrar en laboratorio las reacciones de oxidacion-reduccion química.


Celdas electroquímicas

Identificar los principios de funcionamiento (mecanismos de reacciones) de las celdas electroquímicas, de combustible y foto galvánicas.

Demostrar en laboratorio los principios de funcionamiento (mecanismos de reacciones) de las celdas electroquímicas, de combustible y foto galvánicas.


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Procesos catalíticos en los electrodos

Identificar los electrodos utilizados en los procesos catalíticos y sus potenciales estándar.

Obtener los potenciales (voltaje, corriente) estándar de los electrodos que integran una celda electroquímica.


Corrosión y oxidación en ductos y depósitos

Describir los mecanismos químicos de la corrosión y oxidación en los materiales. Identificar los métodos de prevención de corrosión (pasivación, materiales de protección, procedimientos de operación, pinturas anticorrosivas) para ductos y depósitos de equipos de aprovechamiento de energía.

Seleccionar los métodos de prevención de corrosión para ductos y depósitos de equipos de aprovechamiento de energía.


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de reactivos

A partir de un caso práctico, elabora un reporte que contenga: - Descripción de la aplicación de un proceso electroquímico - Resultados de la práctica de electrolisis, galvanoplastia - Balance reacciones de oxidación reducción - La evaluación de potenciales estándar en los electrodos - La velocidad de oxidación y corrosión en los materiales - Propuesta de métodos de prevención de corrosión

1. Comprender las reacciones de oxidación- reducción 2. Comprender los mecanismos que se efectúan en los electrodos de una celda electroquímicas 3. Identificar los mecanismos de oxidación y corrosión de los materiales 4. Seleccionar los métodos de prevención de corrosión en equipos de aprovecha

Estudios de caso Listas de cotejo

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Ejercicios prácticos Aprendizaje basado en problemas Tareas de investigación

Material impreso Cañón Laptop Pintarrón Equipo de laboratorio Reactivos químicos Materiales de evaluación

ESPACIO FORMATIVO


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III. Materiales compuestos



9. Horas Totales 7


El alumno determinará las propiedades estructurales de los materiales, con base en su clasificación, enlaces y procesos de fabricación, así como la degradación y corrosión para su aplicación en los procesos de obtención de la energía solar.


Clasificación de materiales

Definir las propiedades de los materiales: Conductividad eléctrica, dureza, maleabilidad, reflectividad, distribución de los electrones y/o iones en los materiales, los electrones de valencia de un material y su conductividad eléctrica-térmica, propiedades mecánicas en función de su estructura.

Realizar prueba de dureza, conductividad y fractura. Representar la distribución de los tipos de enlace, estructura cristalográfica y defectos en materiales.

Trabajo en equipo Capacidad de observación Responsabilidad Puntualidad Disciplina Honestidad Ética Lealtad Pro actividad Liderazgo Iniciativa

Relación entre estructura, propiedades y proceso

Definir los tipos de estructuras metalográficas de los principales aceros, cobres y aluminios, las propiedades de dureza, esfuerzo y deformación, las características de los procesos de fabricación; laminación, corte, fundición, trefilado, forjado.

Realizar pruebas a materiales como: metalografías (estructura), diagrama esfuerzo deformación, ensayo de dureza, fundición, maquinado o forja para un material.


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Materiales de última generación

Describir las características físico-químicas de los nuevos materiales del mercado

Registrar las características de los nuevos materiales


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de reactivos

Elabora un reporte a partir de una práctica de campo o laboratorio que contenga: - Características de los tipos de materiales de acuerdo a sus propiedades - Resultados de las pruebas de dureza, conductividad, fractura, metalografía, esfuerzo y deformación - Toma de decisiones de acuerdo a los resultados

1. Identificar los conceptos relacionados con los tipos de materiales 2. Comprender las estructuras y tipos de enlaces 3. Evaluar la degradación y corrosión del material 4. Comprender el procedimiento para realizar pruebas de estructura de los materiales 5. Distinguir los materiales para aplicaciones en energía solar térmica

Estudio de casos Lista de cotejo

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Solución de problemas Estudio de casos Modelos didácticos

Videos Pintarrón Cañón PC con software relacionado a la asignatura Internet

ESPACIO FORMATIVO


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IV. Propiedades térmicas de los materiales





El alumno construirá aislamientos térmicos mediante las propiedades (físico-químicas) de los materiales sólidos y líquidos, para conservación de energía térmica.


Mecanismos de transferencia de calor

Describir los tipos de materiales de acuerdo a su aplicación (conductor o aislante) y el cálculo de transferencia de calor. Identificar las principales pruebas de conductividad térmica.

Realizar pruebas térmicas de conductividad (calorimetría).

Trabajo en equipo Capacidad de observación Responsabilidad Puntualidad Disciplina

Fluidos térmicos de trabajo

Explicar el mecanismo de la conductividad en los fluidos, sus propiedades y los efectos en temperaturas altas y bajas. Identificar las propiedades de transferencia de calor y fluido de trabajo (agua, vapor, aceite térmico movil-therm, etiles, glicoles, carbamato).

Construir el aislante de una aplicación de conservación de energía térmica.

Trabajo en equipo Capacidad de observación Responsabilidad Lealtad Pro actividad Liderazgo Iniciativa

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de reactivos

Elabora un prototipo de aislante término y lo documenta en un reporte que contenga: - Mediciones de temperatura - Grado de conductividad - Grafica de mediciones - Tipo de aislante - Espesor de aislante

1. Identificar las propiedades térmicas de los materiales (conducción y aislamiento)

2. Comprender el proceso de aislamiento de fluidos

3. Analizar las propiedades térmicas en los fluidos térmicos

4. Evaluar el proceso de transferencia del calor en los materiales

5. Construir el prototipo de aislante térmico

Proyecto Lista de cotejo

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Equipos colaborativos Solución de problemas Practicas en laboratorio

Pintarrón Cañón Internet Instrumentos de medición Equipo de laboratorio

ESPACIO FORMATIVO


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V. Uniones soldadas





El alumno construirá un prototipo de colector solar mediante técnicas de soldadura (arco, soplete, TIG, MIG) para almacenaje de energía solar.


Soldadura por arco eléctrico y soplete

Definir los parámetros, características, simbología de la soldadura por arco eléctrico (Voltaje, amperaje, inclinación del electrodo), por autógena (Flujo, aire, gas LP, material de aporte: Estaño, bronce), material a soldar (cobre, estaño, bronce, aluminio, acero al carbón) y equipo de protección personal en procesos de soldadura.

Construir uniones mediante soladura por arco y autógena

Puntualidad Disciplina Honestidad Ética Lealtad Pro actividad Liderazgo Iniciativa

Soldadura TIG (GTAW) y MIG (MGAW)

Definir los parámetros, características, simbología de la soldadura (Voltaje, amperaje, inclinación de la antorcha, diámetro del micro-alambre y punta de tungsteno), de acuerdo al material, espesor y aplicación.

Construir uniones soldadas mediante TIG y MIG

Trabajo en equipo Capacidad de observación Responsabilidad Puntualidad Disciplina Liderazgo Iniciativa

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Soldadura de polímeros termoplásticos

Definir los parámetros de temperatura y tiempo de permanencia en soldaduras termoplásticas.

Construir uniones soldadas en polímeros termoplásticos Construir un colector solar con uniones soldadas (arco eléctrico, soplete, TIG, MIG o termo-fusión).

Trabajo en equipo Capacidad de Disciplina Honestidad Ética Lealtad Pro actividad Liderazgo Iniciativa

Soldadura laser

Describir el proceso de soldadura por láser.

Trabajo en equipo Capacidad de observación Responsabilidad Puntualidad Disciplina Honestidad Ética Lealtad

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de reactivos

A partir de una práctica, construye un prototipo de colector solar, y lo documenta en un reporte contenga la siguiente información: - Descripción del proceso de la soldadura (arco eléctrico, autógena, TIG y MIG, termoplásticos) aplicables a láminas, placas y tubos - Diagrama de colector solar (termo-tanque, absorvedor térmico) - Características y especificaciones del prototipo solar

1. Identificar los diferentes tipos de soldadura y sus características 2. Comprender el procedimiento de soldadura 3. Identificar la estructura y elementos de un colector solar 4. Construir un prototipo de colector solar

Proyecto Lista de cotejo

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Equipos de trabajo Solución de problemas Aprendizaje basado en proyectos

Pizarrón Pintarrón Cañón Internet Instrumentos de medición Equipo de soldadura Herramientas mecánicas. Materiales (láminas, PTR, Soleras, Tubos de polímero o PVC, Nylamid, etc.)

ESPACIO FORMATIVO


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VI. Efecto foto-voltaico, foto-térmico y calorífico



4. Horas Totales 14


El alumno evaluará los efectos de los procesos de transformación de energía solar en energía eléctrica, a través de técnicas instrumentales, para su aprovechamiento como fuente de energía renovable.


Efecto foto-voltaico

Describir el fenómeno fotoeléctrico. Describir la constitución y el funcionamiento de una celda foto-voltaica.

Medir el voltaje generado en una celda foto-voltaica con diferencias en la intensidad de luz y el ángulo de incidencia. Demostrar el laboratorio el fenómeno fotoeléctrico.


Efecto fototérmico

Describir los fenómenos fototérmicos (conducción, convección y radiación). Describir la constitución y el funcionamiento de un colector solar. Describir la constitución y el funcionamiento de un horno, estufa y refrigerador solar.

Demostrar el laboratorio el fenómeno fotoeléctrico. Determinar el rendimiento de cada proceso en función del fenómeno involucrado.


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de reactivos

A partir de un caso práctico, elabora un reporte, que contenga: - Descripción del funcionamiento de sistemas fotovoltaicos, y fototérmico - Gráficos y mediciones de las variables relacionadas con los sistemas - Rendimiento del sistema

1. Comprender los conceptos teóricos básicos de los factores y características de la aplicaciones de la energía solar en los procesos; foto-voltaicos, fototermicos y calóricos 2. Identificar las variables y parámetros asociados a cada fenómeno 3. Determinar el rendimiento de un horno, estufa o refrigerador solar

Ejercicios prácticos Listas de cotejo

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Estudios de casos Aprendizaje basado en proyectos Prácticas en laboratorio

Material impreso Cañón Lap top Pintarrón Equipo de laboratorio Reactivos químicos Materiales de evaluación (por ejemplo cobre, zinc)

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CAPACIDADES DERIVADAS DE LAS COMPETENCIAS PROFESIONALES A LAS QUE CONTRIBUYE LA ASIGNATURA

Capacidad Criterios de Desempeño

Valorar el efecto de la radiación solar en los materiales mediante caracterización fisicoquímica, para determinar la viabilidad, de los sistemas de aprovechamiento de la energía solar.

Elabora un reporte que contenga los efectos de la energía solar en las características fisicoquímicas de los materiales de construcción de los equipos y/o sistemas de aprovechamiento de la energía.

Seleccionar los equipos básicos que componen los sistemas de aprovechamiento de energía solar incluyendo materiales, almacenamiento de energía (si se requiere), y requisitos mínimos de operación para incrementar su durabilidad (por ejemplo, evitar la corrosión).

Elabora una memoria técnica de los sistemas solares requeridos a partir de requisitos preestablecidos que incluya cuando así se establezca: - Capacidad de generación - Capacidad de almacenamiento energético - Vida útil del equipo - Materiales de construcción

Instalar sistemas energéticos solares de acuerdo a lo establecido en la memoria técnica y pruebas de operación, para su puesta en marcha.

Realiza un procedimiento de instalación basado en la memoria técnica, que incluya: - Diagramas de instalación - Configuración (arreglo) y orientación del sistema - Programa de actividades - Consumibles - Herramientas - Equipo de medición - Preparación del sitio de instalación - Medidas de seguridad y otras normas aplicables - Árbol de fallas - Pruebas de operación - Registros (listas de verificación, bitácora, formato de aprobación)

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Capacidad Criterios de Desempeño

Diagnosticar las condiciones físicas y operativas de los elementos que integran el sistema Mediante inspección visual, medición de parámetros de operación, calibración y especificaciones del mismo para detectar las necesidades de mantenimiento preventivo y correctivo.

Elabora un diagnóstico de los elementos que integran el sistema y su estado, que contemple: - Elementos mecánicos, elementos eléctricos y elementos electrónicos propios de cada sistema - Lista de verificación basada en la memoria técnica y árbol de fallas - Resultados de mediciones - Comparación con los parámetros óptimos de operación - Fallas mecánicas - Herramientas y equipo de medición empleados - Bitácora de datos históricos - Dictamen y propuestas de ajustes

Formular el programa de mantenimiento con base en el diagnóstico para administrar las actividades de mantenimiento.

Elabora un programa de mantenimiento que incluya: - Actividades y frecuencia - mano de obra - materiales - herramientas - equipos de medición - lineamientos para manejo de residuos basados en la normatividad - equipos de seguridad - formatos de manteamiento (listas de verificación, órdenes de trabajo)

Mantener sistemas energéticos solar de acuerdo a los procedimientos y programas establecidos para garantizar el funcionamiento continuo del sistema energético solar.

Elabora un reporte de mantenimiento que incluya: - Actividades realizadas (mediciones, ajustes, reparaciones, calibración) - Herramientas - Materiales (refacciones y consumibles) - Mano de obra - Costos de mantenimiento - Evaluación de la eficiencia - Dictamen de la falla y recomendaciones para la operación correcta del equipo

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FUENTES BIBLIOGRÁFICAS

Autor Año Título del Documento Ciudad País Editorial

Mortimer, Robert G.

(2008) Physical Chemestry London Reino Unido

Elsevier Academic Press

Kuhn, Hans; Försterling, Horst-Dieter; Waldeck, David H.

(2009) Principles of Physical Chemestry

New Jersey Estados Unidos

John-Wiley And Sons

Levine, Ira N. (2005) Problemas de fisicoquímica

Madrid España Mcgraw-Hill

Rajadell, Fernando; Movilla, José Luís

(2005) Termodinámica Química

Castello de la Plana

España Universitat Jaume

Engel, Thomas

(2007) Introducción a la fisicoquímica: termodinámica

Naucalpan de Juárez

México Pearson Educación

Requena, Alberto; Bastida, Adolfo

(2009)

Química física: problemas de termodinámica, cinética y electroquímica

Madrid España Garceta

Bertrán-Rusca, Juan; Núñez-Delgado Javier

(2007) Problemas de química física

Madrid España Delta

Roger Timings

(2008) Fabrication and Welding Engineering

New York USA

Newnes ISBN 10: 0-7506-6691-9 ISBN 13: 978-0-7506-6691-6

http://www.diazdesantos.es/libros/buscador/index_avanzado.php?autor=Requena,%20Alberto

http://www.diazdesantos.es/libros/buscador/index_avanzado.php?autor=Requena,%20Alberto

http://www.diazdesantos.es/libros/buscador/index_avanzado.php?autor=Bastida,%20Adolfo

http://www.diazdesantos.es/libros/buscador/index_avanzado.php?autor=Bastida,%20Adolfo

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Autor Año Título del Documento Ciudad País Editorial

S. Ozcelik K. Moore

(2003) Modeling, Sensing and Control of Gas Metal Arc Welding

New York USA

Elsevier ISBN 10: 0-08-044066-5 ISBN 13: 978-0-08-044066-8

Joseph W. Giachino y William Weeks

(2007)

Técnica y Básica de la Soldadura. (Welding skills and Practices. Fifth Edition)

Barcelona España Editorial Reverté, S.A.

José Mª Rivas Arias

(2006) Soldadura Eléctrica y Sistemas T.I.G. y M.A.G.

Madrid España Thompson-Paraninfo 9ª Edición,

Gaxiola-Maya

(2004) Curso de capacitación de Soldadura, 2ª Edición

México México Limusa

María Cinta Vincent Vela, Silvia Álvarez Blanco, José Luis Zaragoza Carbonell

(2006) Ciencia y tecnología de polímeros

Valencia España

Editorial de Universidad Politécnica Valencia

http://www.google.com.mx/search?tbs=bks:1&tbo=p&q=+inauthor:%22Mar%C3%ADa+Cinta+Vincent+Vela%22&source=gbs_metadata_r&cad=8

http://www.google.com.mx/search?tbs=bks:1&tbo=p&q=+inauthor:%22Mar%C3%ADa+Cinta+Vincent+Vela%22&source=gbs_metadata_r&cad=8

http://www.google.com.mx/search?tbs=bks:1&tbo=p&q=+inauthor:%22Silvia+%C3%81lvarez+Blanco%22&source=gbs_metadata_r&cad=8

http://www.google.com.mx/search?tbs=bks:1&tbo=p&q=+inauthor:%22Silvia+%C3%81lvarez+Blanco%22&source=gbs_metadata_r&cad=8

http://www.google.com.mx/search?tbs=bks:1&tbo=p&q=+inauthor:%22Jos%C3%A9+Luis+Zaragoz%C3%A1+Carbonell%22&source=gbs_metadata_r&cad=8





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