, AREAS TEMATICAS ESPECÍFICAS DE LA INGENIERÍA MECANICA

1. Comunicación grafica 2. Mecanica 3. Resistencia de materiales 4. Calculo de elementos de maquinas 5. Diseño de maquinas 6. Procesos de manufactura 7. Materiales de ingeniería 8. Mantenimiento industrial 9. Maquinas y procesos térmicos 10. Maquinas y redes hidraulicas 11. Electricidad 12. Electrónica 13. Control automatico 14. Automatización hidraulica y neumatica






COMPETENCIAS ESPECÍFICAS DEL INGENIERO MECANICO

AREA TEMATICA 1: Comunicación grafica.
CONOCIMIENTOS (Saber) Dibujo basico. Instrumentos y accesorios utilizados en el dibujo. Bocetos de ingeniería. Sistemas de proyección. Formatos, rótulos y plegado de planos. Construcciones geométricas. Proyección ortogonal. Perspectivas. Representación isométrica. Escalas. Dimensionamiento y acotado. Cortes y secciones. Ajustes y tolerancias. Convenciones y símbolos. Acabado superficial. Normas de dibujo nacionales e internacionales. Dibujo de elementos de maquinas. Engranajes, poleas y correas, cadenas, arboles y ejes, chavetas, pasadores, bridas, cojinetes, rodamientos, formas y perfiles, estructuras. Ensambles. Uniones fijas atornilladas, remachadas y soldadas. Redes sanitarias, hidraulicas, neumaticas y eléctricas. Planos de montaje y de detalle. Geometría descriptiva. Proyecciones principales y auxiliares, proyección de puntos, líneas y planos, proyecciones sobre un plano. Superficies planas. Determinación de puntos, líneas y planos en el espacio. Longitudes verdaderas de líneas, dirección, pendiente, proyección como punto. Planos en el espacio, formas verdaderas, orientación, pendiente, proyección como línea. Relaciones entre líneas. Intersecciónde líneas y planos, intersección de planos, intersección de poliedros. Rotación de objetos en el espacio, cuerpos de revolución. Intersección de superficies, desarrollo de superficies. Dibujo con computador. Programas computacionales para el dibujo de ingeniería, comandos, simulaciones, entornos, aplicación de normas, elementos y conjuntos, aplicaciones en dos y en tres dimensiones.

ACCIONES (Hacer) 1. Elaborar e interpretar bocetos a mano alzada de elementos de maquinas. 2. Utilizar los instrumentos y los accesorios de dibujo manual, de acuerdo con sus características y condiciones.

Utilizar el trazado geométrico como base para la representación grafica de elementos mecanicos. 4. Imaginar objetos sólidos, vistos desde distintas posiciones. 5. Construir e interpretar las proyecciones principales y auxiliares de un sólido. 6. Hacer la representación isométrica de un objeto con base en sus vistas. 7. Aplicar las escalas para hacer la representación grafica de elementos muy grandes o muy pequeños. 8. Elaborar e interpretar planos de elementos y conjuntos mecanicos. 9. Elaborar e interpretar planos de detalle, de montaje, de despiece y de fabricación. 10. Elaborar e interpretar planos de redes sanitarias, hidraulicas, neumaticas y eléctricas. 11. Aplicar las normas técnicas, nacionales e internacionales que rigen el dibujo de maquinas. 12. Verificar la funcionalidad de sistemas mecanicos a partir de la revisión de sus planos. 13. Modelar elementos y conjuntos de maquinas con el apoyo de herramientas computacionales, en dos y en tres dimensiones. 14. Utilizar la información suministrada en tablas y catalogos de elementos normalizados para el dibujo de conjuntos mecanicos. 15. Desarrollar lassuperficies de sólidos, de acuerdo con las necesidades de fabricación. 16. Determinar las intersecciones entre sólidos para planificar los procesos de fabricación respectivos.

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COMPETENCIA ESPECÍFICA 1 Elaborar e interpretar planos de elementos y de conjuntos mecanicos.1

AREA TEMATICA 2: Mecanica.
CONOCIMIENTOS (Saber) Estatica. Escalares y vectores. Cosenos directores, vector unitario, operaciones con vectores. Unidades. Fuerzas, tipos. Equilibrio de la partícula. Fuerzas sobre un cuerpo rígido. Sistemas bidimensionales y tridimensionales. Sistema equivalente de fuerzas. Sistemas de fuerzas y momentos. Vectores de fuerzas y de momentos. Equilibrio del cuerpo rígido. Reacciones en los apoyos de un cuerpo rígido. Cargas distribuidas. Cuerpos estaticamente indeterminados. Rozamiento seco, características, aplicaciones. Centros de gravedad, centroides, centros de masa y momentos de inercia. Analisis de fuerzas en estructuras, vigas y cables. Dinamica. Sistemas de coordenadas. Movimiento lineal, angular y curvilíneo. Cinematica de la partícula, movimiento rectilíneo uniforme, movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. Cinematica del cuerpo rígido; posición, velocidad y aceleración; velocidad y aceleración relativas, centro instantaneo de rotación, aceleración de Coriolis. Cinética de la partícula, segunda ley de Newton, equilibrio dinamico, momento lineal y momento angular. Cinética del cuerpo rígido. Fuerza, masa y aceleración. Leyes del movimiento. Principio de trabajo y energía. Conservación de la energía. Principio de impulso y cantidad de movimiento, leyes de Euler. Impacto. Mecanismos. Clasificación de los mecanismos. Cadenas cinematicas. Métodos graficos y analíticos para el analisis de desplazamientos,velocidades y aceleraciones de cadenas cinematicas. Balanceo estatico y dinamico. Engranajes. Uniones móviles y fijas. Rodadura y deslizamiento. Rozamiento. Grados de libertad.

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Esta competencia contribuye al desempeño idóneo de varias funciones.

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ACCIONES (Hacer) 1. Analizar el estado de carga de cualquier sistema en equilibrio estatico. 2. Utilizar los diagramas de cuerpo libre para identificar las fuerzas que actúan sobre los elementos de un sistema mecanico en equilibrio estatico. 3. Simplificar las situaciones de equilibrio estatico, sustituyendo los sistemas de fuerzas reales por sistemas equivalentes mas simples. 4. Definir las condiciones de indeterminación de un sistema estatico. 5. Aplicar el concepto de rozamiento en el analisis de sistemas mecanicos sometidos a condiciones estaticas o dinamicas. 6. Determinar los parametros de posición, velocidad y aceleración en puntos y eslabones de cadenas cinematicas. 7. Calcular las fuerzas generadas sobre cada uno de los elementos que componen un mecanismo a partir de su analisis de carga. 8. Seleccionar y dimensionar mecanismos articulados típicos. 9. Seleccionar y dimensionar el mecanismo óptimo, de acuerdo con la función que debe desempeñar. 10. Determinar la forma como se transmiten las fuerzas entre las piezas de una maquina. 11. Calcular, analizar y evaluar el estado de equilibrio estatico o dinamico de elementos en rotación. 12. Predecir el comportamiento de sistemas mecanicos en relación con la posición, la velocidad, la aceleración y las fuerzas ejercidas en diferentes puntos de elementos rígidos. 13. Determinar la configuración basica de una maquina o un sistema mecanico. 14. Calcular y optimizar mecanismos de acuerdo con lasnecesidades de trayectoria, desplazamiento, velocidad, fuerza y resistencia de sus componentes, en dos y en tres dimensiones. 15. Adaptar mecanismos existentes a nuevas necesidades.

Utilizar procedimientos matematicos, graficos y computacionales para analizar y predecir el comportamiento cinematico y cinético de elementos de maquinas.

COMPETENCIA ESPECÍFICA 2 Realizar el analisis funcional de elementos y sistemas mecanicos.

AREA TEMATICA 3: Resistencia de materiales.
CONOCIMIENTOS (Saber) Clasificación de las cargas. Capacidad de los cuerpos para soportar cargas. Deformación de los cuerpos como resultado de las cargas. Equilibrio de un cuerpo deformable. Unidades. Tracción, compresión, torsión y flexión. Deflexión, pandeo. Cargas transversales. Cargas y esfuerzos combinados. Esfuerzos y deformaciones. Concepto de esfuerzo, esfuerzo normal, esfuerzo cortante, esfuerzo cortante transversal, esfuerzo admisible, esfuerzo de trabajo. Factor de seguridad. Transformación del esfuerzo. Concentración de esfuerzos. Deformación y desplazamiento. Ley de Hooke, relación de Poisson. Deformaciones unitarias por esfuerzo normal y por esfuerzo cortante. Estado plano de deformaciones. Ecuaciones de compatibilidad. Deformaciones elastica y plastica. Deformación por cambios de temperatura. Transformación de la deformación unitaria.

ACCIONES (Hacer) 1. Analizar el estado general de esfuerzos en cualquier punto de un elemento o una estructura. 2. Determinar el estado de deformaciones de elementos mecanicos sometidos a carga.

Determinar graficamente el estado de esfuerzos, desplazamientos y deformaciones en cualquier punto de unelemento mecanico. 4. Verificar la seguridad de los componentes de un sistema mecanico, teniendo en cuenta los materiales utilizados, las formas y las dimensiones. 5. Evaluar la resistencia, la rigidez y la estabilidad de un sistema mecanico sometido a condiciones de carga. 6. Dimensionar elementos de maquinas sometidos a tracción, torsión, flexión o cargas combinadas. 7. Determinar los materiales, las formas y las dimensiones de piezas sometidas a diversos tipos de carga. 8. Establecer criterios basicos de diseño para sistemas sometidos a cambios de temperatura.

COMPETENCIA ESPECÍFICA 3 Identificar y calcular las deformaciones y los esfuerzos internos que se producen en elementos mecanicos sometidos a condiciones de carga.

AREA TEMATICA 4: Calculo de elementos de maquinas.
CONOCIMIENTOS (Saber) Falla. Mecanismos de falla, causas, morfología, proceso y prevención. Fallas debidas a cargas estaticas y dinamicas, criterios de falla para materiales dúctiles y fragiles, esfuerzo admisible, factor de seguridad. Fatiga, esfuerzos cíclicos, resistencia a la fatiga, regímenes de fatiga, factores que afectan el límite a la fatiga, aplicaciones en elementos de maquinas. Vibraciones, vibraciones libres y forzadas, vibraciones amortiguadas, vibraciones torsionales, amplificación y resonancia, prevención de las vibraciones.

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Contacto. Esfuerzos de contacto, aplicaciones. Rozamiento, tipos de rozamiento. Lubricación, tipos de lubricación, lubricantes, viscosidad, propiedades de los lubricantes, desgaste, tipos de desgaste. Calculo de elementos. Analisis estructural. Calculo de elementos de maquinas de aplicación general; tornillos de potencia; uniones atornilladas, remachadas y soldadas; resortes, cojinetes derodamiento y de deslizamiento; engranajes cilíndricos, helicoidales, cónicos y tornillo sinfín; ejes, arboles, chavetas y pasadores; transmisiones por correas, cadenas, ruedas dentadas y cables; acoplamientos, frenos, embragues y volantes. Vigas, columnas, recipientes cilíndricos y esféricos sometidos a presión. Ajustes y tolerancias, ajustes por contracción, ajustes a presión, tolerancias geométricas, rugosidad. Normas técnicas, manuales, catalogos, información comercial.

ACCIONES (Hacer) 1. Calcular y dimensionar elementos de sujeción de maquinas. 2. Calcular y dimensionar componentes para absorción de energía. 3. Calcular y dimensionar componentes para la transmisión de potencia en maquinas. 4. Calcular y dimensionar elementos de maquinas que cumplan con los requerimientos de resistencia, rigidez y estabilidad. 5. Calcular y dimensionar vigas y columnas. 6. Calcular y dimensionar recipientes de pared delgada o gruesa sometidos a presión. 7. Seleccionar elementos de maquinas normalizados. 8. Aplicar criterios de falla en el calculo de elementos de maquinas. 9. Aplicar criterios de resistencia a la fatiga en el calculo de elementos de maquinas sometidos a esfuerzos fluctuantes. 10. Determinar factores de seguridad en el calculo y selección de elementos de maquinas. 11. Determinar los ajustes y tolerancias requeridos para el montaje de piezas de precisión en sistemas mecanicos.

Evaluar y prevenir la posibilidad de vibraciones mecanicas en elementos de maquinas. 13. Tener en cuenta el efecto del rozamiento en el calculo de elementos de maquinas. 14. Calcular y dimensionar los sistemas de obturación y de lubricación de elementos mecanicos con movimiento relativo.

COMPETENCIA ESPECÍFICA 4Seleccionar, calcular y dimensionar elementos de maquinas de aplicación general.

AREA TEMATICA 5: Diseño de maquinas.
CONOCIMIENTOS (Saber) Metodología del diseño. Métodos de diseño. El producto. Reconocimiento de la necesidad. Identificación y definición del problema. Limitaciones y restricciones. Diseño preliminar. Analisis de costos y posibilidad de manufactura. Documentación y generación de ideas. Evaluación de alternativas y toma de decisiones. Especificaciones de diseño. Ergonomía y productividad. Evaluación del diseño, elaboración de prototipos, experimentación. Producción, montaje y manufactura. Aspectos legales, patentes y propiedad intelectual. Códigos y normas. Seguridad y confiabilidad. Informe técnico. Consideraciones estadísticas para el diseño.

ACCIONES (Hacer) 1. Definir un problema de tipo mecanico a partir del reconocimiento de una necesidad.

Determinar las funciones que debe realizar un sistema para solucionar un problema particular. 3. Proponer diferentes alternativas para la obtención de un elemento o sistema mecanico. 4. Decidir respecto a la mejor alternativa de diseño de un elemento o sistema mecanico con base en criterios técnicos, económicos, estéticos, ecológicos, ergonómicos, legales y de funcionalidad, entre otros. 5. Aplicar los criterios de seguridad y confiabilidad en el diseño de elementos o sistemas mecanicos. 6. Utilizar la información científica y tecnológica disponible para el diseño de un elemento o un sistema mecanico. 7. Utilizar las normas técnicas en el diseño de elementos y sistemas mecanicos. 8. Calcular y seleccionar elementos normalizados en el diseño de sistemas mecanicos. 9. Diseñar maquinas o sistemas mecanicos basicos. 10. Establecer y aplicarcriterios de evaluación para un diseño. 11. Planear e implementar estrategias para experimentación con prototipos. 12. Seleccionar y determinar los procesos de producción, montaje o manufactura de los elementos o sistemas diseñados.

COMPETENCIA ESPECÍFICA 5 Diseñar elementos y sistemas mecanicos.

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AREA TEMATICA 6: Procesos de manufactura.
CONOCIMIENTOS (Saber) Metrología. Concepto, unidades y patrones de medida. Instrumentos de medición, clasificación, componentes, sensibilidad, resolución, exactitud, precisión, ajuste e interferencia, escalas. Errores de medición. Patronamiento de instrumentos de medición. Fundición de metales. Moldeo en arena. Arenas de moldeo, propiedades. Modelos, moldes y machos. Otros procesos de moldeo. Fusión, colada, solidificación, desmolde, limpieza y acabado, defectos. Hornos de cubilote, hornos de crisol, hornos eléctricos. Soldadura. Arco eléctrico, resistencia, fusión, soldadura en estado sólido, procesos TIG, MIG, MAG, arco sumergido, oxígeno y gas combustible, corte térmico, plasma. Consideraciones de diseño, calidad, estructura de la unión, maquinas de soldar, defectos de la soldadura, esfuerzos residuales, calculos, normas. Procesos de deformación plastica de metales. Trabajo en frío y en caliente. Clasificación de procesos: forjado, trefilado, troquelado, estampado, laminado, extrusión. Características de cada proceso, selección, variables de trabajo, equipos, usos, defectos, limitaciones. Maquinas herramientas. Posibilidad de fabricación con maquinas herramientas. Geometría de herramientas de corte, materiales para herramientas, efecto de la temperatura, condiciones de corte, energía y potencia en el corte; operaciones, accesorios, formación de la viruta, refrigerantes.Torneado, fresado, taladrado, limado, rectificado, electroerosionado. Centros de maquinado, maquinas herramientas de control numérico, aplicaciones industriales, CAD/CAM. Otros procesos: Pulvimetalurgia, características de los polvos metalicos, producción, prensado y sinterizado. Procesos de conformación de plasticos, extrusión, inyección y soplado, equipos, analisis de variables en el proceso. Producción de ceramicos, vaciado, conformado y sinterizado, variables. Funciones de apoyo a la producción. Ingeniería de producción, planeación y control; medición e inspección, control de calidad. Automatización de procesos de producción. Criterios económico y técnico de producción.

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ACCIONES (Hacer) 1. Especificar y evaluar el funcionamiento de los instrumentos utilizados para medir las dimensiones de elementos físicos. 2. Utilizar los instrumentos adecuados para la medición de dimensiones de elementos físicos. 3. Determinar el proceso mas adecuado para la producción industrial de una pieza a partir de sus condiciones de diseño. 4. Determinar el procedimiento que se debe seguir, la materia prima que se debe utilizar y el equipo requerido para producir piezas metalicas por fundición y moldeo, en condiciones técnicas y económicas favorables. 5. Seleccionar el sistema, los equipos y los elementos necesarios, así como las condiciones de operación, para realizar uniones soldadas, de acuerdo con los requerimientos de diseño. 6. Seleccionar y controlar los procesos de deformación plastica mas adecuados para la fabricación en serie de piezas metalicas con determinadas características de resistencia mecanica y de forma. 7. Identificar, prevenir y corregir los defectos de las piezas producidas mediante los diferentesprocesos de manufactura. 8. Especificar las maquinas herramientas, los equipos y los accesorios que se deben emplear, las condiciones con que se deben operar y las cadenas de manufactura que se deben implementar para la producción de elementos metalicos. 9. Programar operaciones basicas con maquinas herramientas de control numérico. 10. Seleccionar el procedimiento y los equipos necesarios para la fabricación de elementos poliméricos. 11. Implementar procesos para controlar la calidad de piezas fabricadas con diferentes procedimientos. 12. Mantener la maquinaria y los equipos utilizados en los diversos procesos de producción de piezas a nivel industrial.

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COMPETENCIA ESPECÍFICA 6 Seleccionar, implementar y controlar los procesos de fabricación industrial de piezas o elementos.

AREA TEMATICA 7: Materiales de ingeniería.
CONOCIMIENTOS (Saber) Química. Estructura de la materia, materia y energía, clases, estados y propiedades de la materia. Naturaleza eléctrica de la materia, modelo atómico, teorías cuantica y ondulatoria. Enlace químico, tabla periódica, propiedades periódicas, tipos de enlaces. Calculos químicos, ecuaciones y estequiometría. Sólidos, líquidos y gases, propiedades generales, ecuaciones, cambios de fase. Soluciones, tipos, propiedades, acidos y sales. Electroquímica y corrosión. Aspectos generales de los materiales. Clasificación, tipos de materiales utilizados en ingeniería. Estructuras cristalinas y no cristalinas, imperfecciones cristalinas, difusión. Soluciones sólidas, solubilidad, clasificación de las soluciones sólidas, diagramas de fase, transformaciones de fase. Criterios de selección de materiales. Propiedades químicas, eléctricas, magnéticas, ópticas, térmicas y mecanicas de losmateriales, unidades. Metales. Fases sólidas, tipos de solubilidad, diagramas de fase, microestructura, composición y propiedades. El hierro, aleaciones del hierro, diagrama Fe-C, elementos aleantes, aceros, tipos de aceros, fundiciones, tipos de fundiciones, propiedades. Metales no ferrosos y sus aleaciones: cobre, aluminio y titanio. Tratamientos térmicos de los metales, tratamientos térmicos simples, tratamientos térmicos superficiales. Oxidación y reducción. Electroquímica y corrosión, tipos de corrosión, protección contra la corrosión. Otros materiales. Ceramicos, arcillas, refractarios, vidrios inorganicos y nuevos materiales. Polímeros, clasificación, reacciones de polimerización, polímeros termoplasticos, termoestables y elastómeros, comportamiento. Materiales compuestos, refuerzos de fibras y de partículas, compuestos laminares. Hormigón y madera. Materiales utilizados en electricidad y en electrónica.

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Propiedades mecanicas y ensayos de materiales. Ensayos de propiedades mecanicas: tracción, compresión, flexión, torsión, dureza, fatiga, impacto y energía, embutición. Comportamiento esfuerzo-deformación unitaria. Energía de deformación. Elasticidad, resistencia, plasticidad, tenacidad, elongación, rigidez, estabilidad. Ensayos no destructivos: líquidos penetrantes, partículas magnéticas, rayos x, ultrasonido. Normas nacionales e internacionales para la realización de ensayos.

ACCIONES (Hacer) 1. Plantear alternativas para la selección de materiales en aplicaciones de ingeniería. 2. Clasificar y comparar los materiales utilizados en ingeniería teniendo en cuenta su estructura atómica. 3. Seleccionar el tipo de material para un uso particular en ingeniería con base en el analisis de los enlacesatómicos. 4. Prever las fallas o las dificultades que pueden presentarse al emplear determinados materiales en la fabricación de un elemento. 5. Identificar las estructuras internas de los aceros y de las fundiciones. 6. Seleccionar y especificar un acero con base en normas internacionales. 7. Proponer la realización de un determinado tratamiento térmico en un elemento metalico, a partir de las exigencias requeridas. 8. Seleccionar aleaciones ferrosas y no ferrosas con base en las características generales de estas y sus aplicaciones típicas. 9. Prever la presencia de efectos corrosivos en elementos metalicos y tomar las precauciones necesarias. 10. Identificar y seleccionar los materiales poliméricos, ceramicos y compuestos mas adecuados para una solicitación específica. 11. Determinar experimentalmente las propiedades mecanicas de los materiales, de acuerdo con las normas existentes para tal fin.

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COMPETENCIA ESPECÍFICA 7 Seleccionar el material mas adecuado para una determinada aplicación de ingeniería mecanica.

AREA TEMATICA 8: Mantenimiento industrial.
CONOCIMIENTOS (Saber) Administración del mantenimiento. El mantenimiento dentro de la estructura de la empresa, relaciones del mantenimiento con el entorno; recurso humano, funciones y actividades. Modos de gestión, enfoques sistémico y analítico, inspección. Mantenimientos correctivo, preventivo, predictivo, productivo total y centrado en la confiabilidad. Indicadores de gestión, concepto y función de los indicadores. Analisis de prioridades, confiabilidad, disponibilidad, mantenibilidad, volumen de mantenimiento, ciclo de vida, otros indicadores. Sistemas de información manual y automatizado, elementos, gestión de repuestos. Planeación ycontrol, métodos, instrumentos, orden de trabajo, realimentación. Aspectos operativos. Mantenimiento de maquinas y sistemas mecanicos, sistemas térmicos e hidraulicos, sistemas eléctricos, sistemas de manejo de materiales, sistemas de medición y de control, sistemas de protección, sistemas de seguridad. Analisis de fallas, fatiga, termofluencia, corrosión. La lubricación aplicada al mantenimiento: lubricantes, procedimientos de lubricación. Las vibraciones en el mantenimiento: medición, analisis y corrección. Instrumentación para inspección de equipos. Técnicas de inspección y de analisis.

ACCIONES (Hacer) 1. Organizar y administrar la dependencia de mantenimiento de una planta industrial. 2. Elaborar y desarrollar programas de mantenimiento, seleccionando los modos de gestión mas adecuados a las necesidades específicas de los equipos.

Seleccionar y aplicar los indicadores de gestión de mantenimiento mas apropiados a las características de una empresa. 4. Seleccionar y utilizar los sistemas de información de mantenimiento adecuados a las condiciones particulares de una empresa. 5. Planear y controlar las actividades de mantenimiento de una planta industrial.

COMPETENCIA ESPECÍFICA 8 Organizar, administrar, planear y controlar las actividades de mantenimiento en plantas industriales.

AREA TEMATICA 9: Maquinas y procesos térmicos.
CONOCIMIENTOS (Saber) Termodinamica. Formas de energía. Propiedades termodinamicas, presión, volumen, temperatura, unidades. Sistema y volumen de control. Sustancia de trabajo. Ley cero. Propiedades de una sustancia pura. Trabajo y calor, conservación de masa y de energía, primera ley, entalpía, capacidad calorífica. Segunda ley, reversibilidad e irreversibilidad,entropía, equilibrio, rendimiento, disponibilidad. Graficos termodinamicos. Gases reales e ideales, mezclas de gases. Mezclas gas-vapor, psicrometría, acondicionamiento de aire. Ciclos de potencia de gases, ciclos de potencia de vapor, ciclos de refrigeración. Expansión y compresión de fluidos, flujo de fluido a alta velocidad. Transferencia de calor. Concepto, unidades. Conducción en estado estable, ley de Fourier, conductividad térmica, gradiente de temperatura, conducción en estado transitorio. Convección, ley de Newton, coeficiente de película, convección libre y forzada, números adimensionales. Radiación, ley de Boltzman, cuerpos negros y grises; absorción, reflexión y transmisión. Mecanismos combinados de transferencia de calor. Transferencia de calor con cambio de fase. Aislamiento térmico.

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Plantas térmicas. Fuentes de energía. Tipos de plantas térmicas, clasificación, elementos basicos. Ciclos de vapor y de gas. Balance de de energía, rendimiento de una planta térmica, analisis termodinamico. Calderas acuotubulares y pirotubulares. Turbinas, clasificación, selección. Condensadores, torres de enfriamiento. Combustibles y combustión, pérdidas de calor, tiro. Tuberías y accesorios. Sistemas auxiliares, instrumentos de medición y de control. Tratamiento del agua. Plantas de cogeneración, ciclos combinados de gas y vapor, otros tipos de plantas. Impacto ambiental. Evaluación de plantas térmicas. Otras maquinas y sistemas térmicos. Equipos de aprovechamiento de vapor, equipos de refrigeración y de aire acondicionado, motores de combustión interna, compresores, intercambiadores de calor, redes y accesorios.

ACCIONES (Hacer) 1. Identificar y analizar los diferentes procesos térmicos de una planta industrial.2. Juzgar si un proceso térmico propuesto es posible o imposible de realizar. 3. Calcular la eficiencia de una maquina o de un sistema térmico. 4. Establecer las causas de la baja eficiencia de una maquina o un sistema térmico y proponer soluciones para mejorarla. 5. Calcular y seleccionar una maquina o un sistema térmico de acuerdo con las necesidades específicas de un proceso. 6. Realizar el balance térmico de maquinas y sistemas térmicos y de sus componentes. 7. Seleccionar equipos y materiales para diferentes aplicaciones en transferencia de calor. 8. Analizar y calcular situaciones de pérdidas de calor en sistemas térmicos y tomar las medidas necesarias para minimizarlas. 9. Plantear soluciones para mejorar el proceso de disipación de calor en maquinas y espacios físicos. 10. Analizar y corregir problemas de combustión. 11. Minimizar el efecto contaminante de procesos de combustión. 12. Operar y mantener instalaciones, maquinas y equipos térmicos.

Realizar y analizar el balance térmico de una planta térmica y de sus diferentes componentes. 14. Evaluar el impacto ambiental de una planta térmica. 15. Interpretar los resultados de la evaluación de una planta térmica.

COMPETENCIA ESPECÍFICA 9 Seleccionar, calcular, evaluar, operar y mantener instalaciones, maquinas y equipos térmicos.

AREA TEMATICA 10: Maquinas y redes hidraulicas.
CONOCIMIENTOS (Saber) Mecanica de fluidos. Propiedades de los fluidos. Estatica de los fluidos, ecuación basica, fuerzas hidrostaticas, flotación y empuje, manometría. Analisis del flujo, líneas de corriente y campos de flujo, velocidad y aceleración, movimientos de partícula y de cuerpo rígido. Flujo ideal e incompresible, ecuaciones de Euler y de Bernoulli,flujometría. Sistema y volumen de control, teorema de Reynolds. Conservación de masa, de cantidad de movimiento y de energía. Fluidos newtoniano y no newtoniano, ecuación de Navier Stokes, flujos laminar y turbulento, viscosidad, capa límite, arrastre. Flujo compresible. Maquinas y redes hidraulicas. Flujo en ductos cerrados, analisis dimensional y similitud, turbulencia, rozamiento, calculo de pérdidas. Flujos externos, capa límite y separación. Flujo, carga, potencia y rendimiento. Clasificación de las maquinas hidraulicas. Ecuación de Euler para turbomaquinaria. Números adimensionales en maquinas hidraulicas. Bombas hidraulicas, clasificación, curvas características, rendimiento, aplicaciones, selección. Golpe de ariete, aplicaciones. Turbinas hidraulicas de acción y de reacción, características, rendimiento. Compresores rotativos y de desplazamiento positivo, ventiladores, sistemas de ventilación. Instalaciones hidraulicas, tuberías, accesorios. Centrales hidroeléctricas.

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ACCIONES (Hacer) 1. Calcular las fuerzas y las presiones que actúan sobre superficies sumergidas en un fluido en estado de equilibrio. 2. Analizar el flujo de líquidos en canales abiertos y cerrados. 3. Analizar y evaluar los fenómenos asociados al flujo de fluidos sobre cuerpos sumergidos. 4. Calcular las pérdidas de energía producidas por el flujo de fluidos a lo largo de tuberías y accesorios. 5. Utilizar el analisis dimensional y el principio de la similitud en la experimentación y el diseño de dispositivos a partir de prototipos. 6. Elaborar e interpretar planos de sistemas hidraulicos. 7. Diseñar y proyectar redes basicas para sistemas hidraulicos con base en los requerimientos de una determinada aplicación. 8. Calcular yseleccionar las maquinas, los equipos y los accesorios necesarios en sistemas hidraulicos con base en unas determinadas solicitaciones. 9. Analizar y evaluar sistemas hidraulicos para comprobar su funcionamiento y sus características de utilización. 10. Operar procesos en donde esté involucrada la transferencia de fluidos compresibles. 11. Operar y mantener redes y equipos de sistemas hidraulicos.

COMPETENCIA ESPECÍFICA 10 Seleccionar, calcular, evaluar, operar y mantener maquinas y redes hidraulicas.

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AREA TEMATICA 11: Electricidad.
CONOCIMIENTOS (Saber) Conceptos basicos. Magnitudes fundamentales de la electricidad y de la electrónica, corriente eléctrica, tensión y caída de tensión, resistencia eléctrica, potencia, sistemas de unidades. Materiales conductores, semiconductores y aislantes, aplicaciones, estructuras y propiedades. Efectos de la corriente eléctrica. Circuitos eléctricos. Dispositivos activos y pasivos, circuitos resistivos, ley de Ohm, leyes de Kirchoff. Circuitos en serie, en paralelo y mixtos, circuitos equivalentes. Potencia en circuitos de CD. CA, tensiones senoidales, analisis fasorial, inductancia y capacitancia, circuitos RC, RL y RLC, potencias activa y reactiva, sistemas polifasicos, rectificación CA/CD, factor de potencia, corrección del factor de potencia, circuitos bifasicos y trifasicos. Instrumentos de medición. Principios de electromagnetismo. Campo de fuerza, campo magnético, intensidad, fuerza magnetomotriz, intensidad del campo magnético. Circuito magnético, reluctancia y permeabilidad, magnetización, histéresis. Circuitos magnéticos ideales, circuitos eléctricos acoplados magnéticamente. Maquinas eléctricas. Transformadores, principio de funcionamiento, tipos, reflexióny acople de impedancias, autotransformadores, transformadores polifasicos. Maquina rotativa. Generadores y motores de CC. Motores de CA, motor universal, motor de inducción, motor trifasico de inducción. Arranque estrella delta de un motor trifasico, inversión de giro de un motor trifasico, dispositivos de control de motores de CD y CA, dispositivos de protección: contactores, relés, arrancadores, guardamotores. Aspectos constructivos de las maquinas eléctricas, calentamiento, refrigeración, aislamiento térmico.

ACCIONES (Hacer) 1. Identificar y clasificar los elementos presentes en un circuito eléctrico de CD o CA. 2. Formular modelos matematicos de circuitos de CD y CA, monofasicos, bifasicos y trifasicos, y de sus componentes. 3. Calcular la potencia real consumida por cualquier elemento de un circuito eléctrico.

Elaborar e interpretar planos de circuitos eléctricos monofasicos, bifasicos y trifasicos. 5. Diseñar circuitos eléctricos basicos y analizar su comportamiento físico y matematico. 6. Utilizar instrumentos para la medición de variables eléctricas. 7. Utilizar herramientas computacionales para la simulación y el analisis de circuitos eléctricos. 8. Analizar y calcular circuitos magnéticos. 9. Analizar, probar y mantener las partes constructivas de una maquina eléctrica. 10. Evaluar el rendimiento, las pérdidas y el calentamiento de un motor eléctrico. 11. Seleccionar el motor eléctrico adecuado para una función específica de ingeniería mecanica, con base en criterios técnicos. 12. Seleccionar y montar los elementos y accesorios necesarios para operar y controlar las maquinas eléctricas de una planta industrial.

COMPETENCIA ESPECÍFICA 11 Seleccionar y operar las maquinas eléctricasutilizadas en una planta industrial.2

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Esta competencia contribuye al desempeño idóneo de varias funciones.

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AREA TEMATICA 12: Electrónica.
CONOCIMIENTOS (Saber) Elementos semiconductores. Semiconductor tipo N, semiconductor tipo P. Diodo, polarización directa y polarización inversa, circuitos con diodos, aplicaciones. Transistor bipolar, transistor de efecto de campo, curvas características, aplicaciones. Osciladores armónicos, amplificadores. Electrónica analógica. Amplificadores operacionales, arquitectura, modelo híbrido, configuraciones típicas, amplificador de instrumentación, aplicaciones, simulación analógica de sistemas físicos. Electrónica digital. Lógica combinacional, circuitos integrados digitales, código binario, otros códigos, algebra de Boole y puertas lógicas, lógica secuencial, diseño de contadores síncronos y asíncronos. Electrónica de potencia. Diodo de potencia, circuitos rectificadores monofasicos y trifasicos, tiristor, transistor de potencia, curvas características. Conversión CD/CA y viceversa. Señal analoga y señal digital, especificaciones, técnicas de conversión, parametros de los conversores, aplicaciones, circuitos. Transductores y actuadores. Definiciones, transductores de posición, desplazamiento, fuerza, presión, temperatura, luminosidad, ultrasonido. Circuitos acondicionadores de señal. Motores de CD y CA, relés, valvulas, electrovalvulas, puente H.

ACCIONES (Hacer) 1. Analizar y diseñar circuitos con diodos. 2. Analizar y diseñar circuitos con transistores bipolares de unión y con transistores de efecto de campo. 3. Analizar y diseñar osciladores armónicos. 4. Simular el comportamiento de sistemas físicos con amplificadores operacionales. 5. Analizar y diseñarcircuitos con amplificadores operacionales en aplicaciones basicas de medición, instrumentación y control.

Seleccionar el transductor que mejor se adapte a una necesidad específica de medición y diseñar el correspondiente circuito acondicionador de señal. 7. Diseñar circuitos lógicos combinatorios. 8. Construir e implementar contadores ascendentes y descendentes. 9. Analizar y utilizar codificadores y decodificadores en distintos tipos de aplicaciones. 10. Seleccionar conversores, de acuerdo con sus especificaciones. 11. Ejecutar programas de computación para la simulación y el diseño de sistemas de control.

COMPETENCIA ESPECÍFICA 12 Calcular y diseñar los circuitos electrónicos y seleccionar los componentes electrónicos normalizados que se requieran para aplicaciones basicas de medición, instrumentación y control de equipos industriales.

AREA TEMATICA 13: Control automatico.
CONOCIMIENTOS (Saber) Sistemas de control automatico. Clasificación de los sistemas de control. Sistemas dinamicos lineales y no lineales. Realimentación. Modelos matematicos y graficos, transformada de Laplace, ecuaciones de estado, función de transferencia, diagramas de bloque, graficos de flujo de señal, variables de estado. Sistemas dinamicos. Función de transferencia. Analisis de la respuesta transitoria y el error en estado estacionario, analisis del lugar de las raíces, analisis de respuesta en frecuencia, analisis de estabilidad. Controladores y redes de compensación. Analisis de sistemas de control por computador. Diseño de sistemas de control por realimentación de variables de estado.

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Aplicaciones industriales.Controladores lógicos programables. Transductores y detectores de entrada y de salida, dispositivos de medición. Correctores finales y amplificadores. Relés y contactores. Controladores PID, control digital directo. Dispositivos eléctricos, electrónicos, electromecanicos, neumaticos e hidraulicos. Transmisión neumatica y eléctrica de información. Control de variables en procesos industriales, presión, temperatura, caudal, nivel. Control de velocidad de motores eléctricos.

ACCIONES (Hacer) 1. Formular modelos sencillos de sistemas de control automatico y analizar sus comportamientos estatico y dinamico. 1. Determinar los requerimientos de control automatico de un proceso y los efectos de dicho control sobre las variables del proceso. 2. Identificar los elementos y los componentes basicos de un proceso y utilizarlos para la formulación y el analisis de modelos de sistemas de control. 3. Determinar los ajustes necesarios en un sistema de control de un proceso con base en el analisis de la curva de reacción del proceso. 4. Analizar un equipo de control y evaluar su funcionamiento. 5. Analizar y diseñar sistemas basicos para el control de variables analógicas y discretas en un proceso. 6. Modelar y diseñar sistemas basicos para controlar variables de procesos, tales como temperatura, presión, caudal, nivel y velocidad de motores. 7. Utilizar herramientas computacionales para el modelado y el analisis de sistemas de control.

COMPETENCIA ESPECÍFICA 13 Analizar, modelar, diseñar y evaluar componentes y sistemas basicos de control automatico.

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AREA TEMATICA 14: Automatización hidraulica y neumatica.
CONOCIMIENTOS (Saber) Sistemas neumaticos. Fundamentos de neumatica, simbología, propiedades físicas del aire, leyes delos gases. Compresores, redes de aire, tanques de almacenamiento, limpieza y adecuación del aire, valvulas, tipos y características de sensores, circuitos neumaticos basicos. Sistemas hidraulicos. Fundamentos de hidraulica, simbología, fluidos hidraulicos, circuitos, tuberías, tanques, controles de presión, bombas hidraulicas, actuadores, valvulas, cilindros hidraulicos, motores hidraulicos, acumuladores, redes, accesorios, circuitos hidraulicos basicos. Sistemas combinados. Sistemas electroneumaticos y electrohidraulicos. Elementos y circuitos eléctricos y electrónicos, simbología y funcionamiento. Actuadores. Clasificación, actuadores neumaticos, hidraulicos y mecanicos, características y componentes, criterios de selección y dimensionamiento.

ACCIONES (Hacer) 1. Elaborar e interpretar planos de sistemas de automatización hidraulicos y neumaticos. 2. Diseñar y proyectar redes para sistemas de automatización hidraulicos y neumaticos, con base en los requerimientos de una determinada aplicación. 3. Seleccionar las maquinas, los equipos y los accesorios necesarios en sistemas de automatización hidraulicos y neumaticos, con base en solicitaciones particulares. 4. Analizar y evaluar sistemas de automatización hidraulicos y neumaticos para comprobar su funcionamiento y sus características de utilización. 5. Operar y mantener redes y equipos de sistemas de automatización hidraulicos y neumaticos. 6. Utilizar, de manera combinada, mandos eléctricos y electrónicos con actuadores hidraulicos, neumaticos o mecanicos.

Diseñar circuitos basicos de control y automatización de funciones con elementos hidraulicos, neumaticos, eléctricos y electrónicos.

COMPETENCIA ESPECÍFICA 14 Diseñar, operar, controlar,evaluar y mantener sistemas basicos de automatización hidraulicos y neumaticos.

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AREAS TEMATICAS ESPECÍFICAS DE LA INGENIERÍA MECANICA Y COMPETENCIAS ESPECÍFICAS DEL INGENIERO MECANICO

No.

AREAS TEMATICAS

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS

1

Comunicación grafica

Elaborar e interpretar planos de elementos y de conjuntos mecanicos.

2

Mecanica

Realizar el analisis funcional de elementos y sistemas mecanicos.

3

Resistencia de materiales

Identificar y calcular las deformaciones y los esfuerzos internos que se producen en elementos mecanicos sometidos a condiciones de carga.

4

Calculo de elementos de maquinas

Seleccionar, calcular y dimensionar elementos de maquinas de aplicación general.

5

Diseño de maquinas

Diseñar elementos y sistemas mecanicos.

6

Procesos de manufactura

Seleccionar, implementar y controlar los procesos de fabricación industrial de piezas o elementos.

7

Materiales de ingeniería

Seleccionar el material mas adecuado para una determinada aplicación de ingeniería mecanica.

8

Mantenimiento industrial

Organizar, administrar, planear y controlar las actividades de mantenimiento en plantas industriales.

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9

Maquinas y procesos térmicos

Seleccionar, calcular, evaluar, operar y mantener instalaciones, maquinas y equipos térmicos.

10

Maquinas y redes hidraulicas

Seleccionar, calcular, evaluar, operar y mantener maquinas y redes hidraulicas.

11

Electricidad

Seleccionar y operar las maquinas eléctricas utilizadas en una planta industrial.

12

Electrónica

Calcular y diseñar los circuitos electrónicos y seleccionar loscomponentes electrónicos normalizados que se requieran para aplicaciones basicas de medición, instrumentación y control de equipos industriales.

13

Control automatico

Analizar, modelar, diseñar y evaluar componentes y sistemas basicos de control automatico.

14

Automatización hidraulica y neumatica

Diseñar, operar, controlar, evaluar y mantener sistemas basicos de automatización hidraulicos y neumaticos.

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AGRUPACIÓN DE LAS COMPETENCIAS ESPECÍFICAS DEL INGENIERO MECANICO EN FUNCIONES

FUNCIÓN 1 Calcular, seleccionar, dimensionar y diseñar elementos y sistemas mecanicos.

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS 2. Realizar el analisis funcional de elementos y sistemas mecanicos. 3. Identificar y calcular las deformaciones y los esfuerzos internos que se producen en elementos mecanicos sometidos a condiciones de carga. 4. Seleccionar, calcular y dimensionar elementos de maquinas de aplicación general. 5. Diseñar elementos y sistemas mecanicos.

FUNCIÓN 2 Seleccionar, implementar y controlar procesos de fabricación industrial de piezas o elementos y seleccionar los materiales adecuados.

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS 6. Seleccionar, implementar y controlar los procesos de fabricación industrial de piezas o elementos. 7. Seleccionar el material mas adecuado para una determinada aplicación de ingeniería mecanica.

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FUNCIÓN 3 Organizar, administrar, planear y controlar las actividades de mantenimiento en plantas industriales.

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS 8. Organizar, administrar, planear y controlar las actividades de mantenimiento en plantas industriales.

FUNCIÓN 4 Seleccionar, calcular, evaluar, operar y mantenerinstalaciones, maquinas y equipos térmicos e hidraulicos.

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS 9. Seleccionar, calcular, evaluar, operar y mantener instalaciones, maquinas y equipos térmicos. 10. Seleccionar, calcular, evaluar, operar y mantener maquinas y redes hidraulicas.

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FUNCIÓN 5 Seleccionar, calcular, evaluar, operar y mantener sistemas basicos de medición, automatización y control de procesos industriales.

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS 12. Calcular y diseñar los circuitos electrónicos y seleccionar los componentes electrónicos normalizados que se requieran para aplicaciones basicas de medición, instrumentación y control de equipos industriales. 13. Analizar, modelar, diseñar y evaluar componentes y sistemas basicos de control automatico. 14. Diseñar, operar, controlar, evaluar y mantener sistemas basicos de automatización hidraulicos y neumaticos.

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PROGRAMAS ACADÉMICOS CONSULTADOS

INSTITUCIÓN

CIUDAD

1. Corporación Universitaria de Ibagué 2. Fundación Universitaria Los Libertadores 3. Universidad Antonio Nariño 4. Universidad Autónoma de Manizales 5. Universidad Autónoma de Occidente 6. Universidad de Los Andes 7. Universidad de Pamplona 8. Universidad Eafit 9. Universidad Francisco de Paula Santander 10. Universidad Incca de Colombia 11. Universidad Industrial de Santander 12. Universidad Libre 13. Universidad Nacional de Colombia 14. Universidad Nacional de Colombia 15. Universidad Pontificia Bolivariana 16. Universidad Tecnológica de Pereira

Ibagué Bogota Bogota Manizales Cali Bogota Cúcuta Medellín Cúcuta Bogota Bucaramanga Bogota Bogota Medellín Medellín Pereira

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