Sillabus Tecnología, Naturaleza y Sociedad

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ
FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA
Tecnología, Naturaleza y Sociedad
Especialidad : Ingeniería Mecánica
Clave
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INTERDISCIPLINARIO
Área
Ciclo
Semestre
Profesor
Créditos
Teoría
Práctica
Requisitos
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:
:
:
3
3 horas semanales
No tiene
No tiene
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:
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:
Energía y Diseño
Segundo, Tercero, Cuarto
2014-2
Miguel Hadzich
I. DESCRIPCIÓN DEL CURSO
En este curso se trata de conocer el funcionamiento de las principales tecnologías
cotidianas que actualmente utilizamos; se estudia inicialmente la historia de la tecnología
con las innovaciones realizadas desde sus inicios hasta el día de hoy, su relación con la
naturaleza (biomimética) y su entorno social. Los ejemplos más usuales son aves en
aviones, murciélagos en radares, peces en submarinos, patos en barcos, etc.
Se estudia el ciclo de vida del producto, desde su diseño inicial, sus evoluciones debido al
comportamiento de la sociedad en cada época, hasta su influencia sobre el medio
ambiente al final de su vida útil (residuos, reciclaje, etc).
II. OBJETIVOS
Objetivo General
Al finalizar el curso el alumno estará en condiciones de conocer el funcionamiento de las
tecnologías propuestas, de cómo el hombre aplica las leyes de la naturaleza para sus
diseños, de su relación con el medio ambiente y principalmente del apoyo de la tecnología
a la sociedad, a lo largo de la historia, como medio de mejorar su calidad de vida.
Objetivos Específicos
 Al finalizar la unidad de MECANICA, el alumno estará en condiciones de indicar la
importancia de la Ingeniería en la sociedad.
 Al finalizar la unidad de ECOLOGIA, el alumno estará en condiciones de comparar
las actuales tecnologías con sus similares de la naturaleza, el ciclo de vida de los
productos y su influencia sobre el medio ambiente.
 Al finalizar la unidad de LIBROS Y LAPICEROS, el alumno estará en condiciones de
conocer el origen y el funcionamiento de los instrumentos de enseñanza como libros,
cuadernos, lápices, lapiceros, tizas, borradores y pantallas interactivas.
 Al finalizar la unidad de FOCOS, el alumno estará en condiciones de reconocer y
evaluar a las diferentes formas de energía que se requieren para prender un foco
eléctrico, desde las centrales eléctricas de leña, carbón, petróleo, gas hasta las
tecnologías modernas limpias como las centrales eólicas y solares.
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Al finalizar la unidad de DEPORTES, el alumno estará en condiciones de conocer las
leyes de la Mecánica de Fluidos que rigen el movimiento de las pelotas; luego las
máquinas para hacer deportes como las bicicletas, skates, tablas hawaianas, etc.
Al finalizar la unidad de CARROS, el alumno estará en condiciones de conocer las
leyes de la Termodinámica en diferentes procesos de los ciclos Otto, Diesel y Dual, y
conocer el funcionamiento de los motores, así como de los carros, camiones y
motocicletas que las utilizan.
Al finalizar la unidad de CELULARES, IPOD Y CÁMARAS FOTOGRÁFICAS, el
alumno estará en condiciones de conocer el funcionamiento y desarrollo de los
instrumentos de comunicación como teléfonos fijos y móviles, así como los
instrumentos musicales, cámaras fotográficas y filmadoras.
Al finalizar la unidad de AVIONES, el alumno estará en condiciones de analizar el
ciclo termodinámico Joule-Brayton y su aplicación en turbinas de aviones y
helicópteros, así como de globos aerostáticos.
Al finalizar la unidad de COMPUTADORAS, el alumno estará en condiciones de
analizar el funcionamiento de las calculadoras hasta las últimas computadoras,
laptops, Ipads y su relación con el internet.
Al finalizar la unidad de BARCOS, ARMAS Y JUGUETES, el alumno estará en
condiciones de comprender el funcionamiento de los barcos y submarinos; luego sobre
las principales armas, desde pistolas hasta tanques y misiles para finalizar con juguetes
y hacer similitudes del comportamiento humano dentro de la sociedad.
Al finalizar la unidad de REFRIGERADORAS, el alumno estará en condiciones de
determinar las propiedades del aire húmedo y de analizar los procesos básicos que se
representan en los ciclos de refrigeración y aire acondicionado, así como el
comportamiento del clima a través de la carta psicrométrica.
Al finalizar la unidad de ROPA, el alumno estará en condiciones de conocer acerca del
confort térmico de los seres humanos y el uso de vestimenta con diversos materiales y
formas según la zona geográfica y estación (verano, otoño, primavera, invierno) en
que viva. Se finaliza con el funcionamiento de las casas calientes PUCP para
contrarrestar los efectos de la heladas y friajes en zonas altoandinas.
Al finalizar la unidad de COMIDAS, el alumno estará en condiciones de conocer el
balance energético del cuerpo humano y la producción de alimentos y bebidas.
Finalmente se enseña la nueva tendencia de crecimiento sostenible en el mundo: La
Permacultura y sus aplicaciones.
Al finalizar la unidad de CASAS, el alumno estará en condiciones de conocer los
fenómenos físicos que rigen el funcionamiento de sus artefactos eléctricos, tales como
cocinas, microondas, lavadoras, secadoras, etc., finalizando con las nuevas tendencias
ecológicas a través de las tecnologías usadas en las casas ecológicas modernas.
Estos objetivos contribuyen al logro de los siguientes cuatro Resultados del Programa:
(a) Aplicar los conocimientos básicos de matemáticas, ciencias e ingeniería,
relacionados a las tecnologías cotidianas que usamos.
(b) Comprender el funcionamiento básico de las tecnologías y su relación con la
naturaleza y el medio ambiente.
(c) Conocer temas contemporáneos y futuristas de las tecnologías actuales.
(d) Tener una visión holística sobre el comportamiento humano y su relación con las
nuevas tecnologías modernas que usamos día a día.
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III. PROGRAMA ANALÍTICO
1. MECÁNICA (3 horas)
1.1. Qué es la Mecánica?
1.2. Historia de la Tecnología: Forja, calderería, fundición, etc.
1.3. Tubos, ejes, ángulo y fierros de construcción.
1.4. Métodos para cortar piezas: Sierras, taladros
1.5. Métodos para unir piezas: Pernos, tornillos, tuercas, soldaduras, etc.
1.6. Máquinas herramientas
2. ECOLOGÍA (3 horas)
2.1. Ciclos de la Tierra: Nitrógeno, Agua, etc.
2.2. Cambio Climático y Gases de Efecto Invernadero.
2.3. Conferencia Río + 20 y el futuro de la Tierra.
2.4. Biomimética
3. LIBROS Y LAPICEROS (3 horas)
3.1.
LIBROS
3.1.1
Historia del papel: papiros y cuadernos.
3.1.2
Libros, periódicos y revistas.
3.1.3
Libros electrónicos: e-books.
3.2.
LAPICEROS
3.2.1
Historia del lápiz
3.2.2
Lapiceros
3.2.3
Tizas y crayolas
3.2.4
Lápices de colores
3.3.
TINTAS Y COLORES
3.3.1
Origen de las tintas y los colores
3.3.2
Impresoras
3.3.3
Fotocopiadoras
4. FOCOS (3 horas)
4.1.
FOCOS
4.1.1
Historia del vidrio
4.1.2
Historia de la electricidad
4.1.3
Focos incandescentes, fluorescentes
4.1.4
Leds
4.2.
CENTRALES ELÉCTRICAS
4.2.1
Centrales Hidroeléctricas
4.2.2
Centrales a leña y carbón
4.2.3
Centrales a petróleo y gas
4.2.4
Centrales nucleares
4.3.
CENTRALES CON ENERGÍAS RENOVABLES
4.3.1
Ruedas Hidráulicas
4.3.2
Molinos de Viento, aerogeneradores
4.3.3
Paneles Fotovoltaicos
4.3.4
Geotermia, mareomotrices
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5. DEPORTES (3 horas)
5.1.
PELOTAS
5.1.1 Historia de deportes con pelota.
5.1.2 Fuerza de arrastre y capa límite, fuerza de fricción.
5.1.3 Pelotas de golf, fútbol, básquet, tenis, ping pong, béisbol.
5.1.4 Otras pelotas: badmington, rugby.
5.2.
MAQUINAS DE DEPORTE
5.2.1 Bicicletas: carrera, montaña
5.2.2 Remo, veleros, windsurf.
5.2.3 Skate, Ski, Snow boarding
5.3.
OLIMPIADAS
5.2.1 Historia de las Olimpíadas
5.2.2 Instrumentos: Jabalina, bala, martillo, etc.
6. CARROS (3 horas)
6.1.
MOTORES
6.1.1. Combustibles.
6.1.2. Ciclo Otto, motores a gasolina de 2 y 4 tiempos.
6.1.3. Ciclo Diesel, motores a petróleo.
6.1.4. Ciclo Dual, motores a gasolina y gas.
6.1.5. Motores eléctricos y a hidrógeno
6.2.
CARROS
6.2.1. Carros
6.2.2. Camiones
6.2.3. Fórmula 1
6.3.
MOTOCICLETAS
6.3.1. Motocicletas de 2 y 4 tiempos
6.3.2. Mototaxis
6.3.3. Motocicletas de carrera y areneros
7.
CELULARES, IPOD Y CÁMARAS FOTOGRÁFICAS (3 horas)
7.1.
Telégrafos, Teléfonos fijos, celulares, blackberrys.
7.2.
Ipod, música, instrumentos.
7.3.
Cámaras fotográficas, filmadoras.
8. AVIONES (3 horas)
8.1.
Ciclo Joule-Brayton: Turbinas, descripción y componentes.
8.2.
Perfiles aerodinámicos y planeadores.
8.3.
Aviones comerciales.
8.4.
Aviones de guerra.
8.5.
Helicópteros .
8.6.
Globos aerostáticos.
9. COMPUTADORAS (3 horas)
9.1.
Ábacos y calculadoras.
9.2.
Computadoras.
9.3.
Internet.
9.4.
Tendencias del futuro.
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10. BARCOS, ARMAS Y JUGUETES (3 horas)
10.1. Botes y barcos.
10.2. Submarinos.
10.3. Pistolas y Ametralladoras.
10.4. Tanques, misiles.
10.5. Juguetes.
11. REFRIGERADORAS (3 horas)
11.1. Refrigerantes. Sistemas de refrigeración.
11.2. Refrigeradoras y Cámaras frigoríficas
11.3. Aire húmedo: generalidades. Humedad relativa, Carta psicrométrica.
11.4. El clima: calor, friaje, heladas.
11.5. Sistemas de aire acondicionado en autos, casas y cines.
12. ROPA (3 horas)
12.1. Estado de confort térmicos.
12.2. Similitud biomimética con animales: osos, pingüinos, etc.
12.3. Ropas orgánicas: Tela, algodón, cuero.
12.4. Ropas sintéticas: Plástico.
12.5. Accesorios: pega-pega, relojes.
12.6. Casas Calientes PUCP.
13. COMIDA (3 horas)
13.1. Balance energético del cuerpo humano, calorías.
13.2. Cultivos: agricultura, cultivos orgánicos y transgénicos.
13.3. Alimentos: procesos pan, arroz, azúcar, dulces.
13.4. Bebidas: Cerveza, vino, pisco.
13.5. Utensilios domésticos: Cuchara, tenedor, cuchillos, tijeras.
13.6. Permacultura, una nueva opción sostenible.
14. CASAS (3 horas)
14.1. Artefactos domésticos: Cocinas a leña, gas, eléctricas; microondas, lavadoras y
secadoras, etc.
14.2. Casas Ecológicas: Termas solares, aislamiento térmico, paneles fotovoltaicos,
techos verdes, sistemas de tratamiento de aguas servidas y grises, etc.
14.3. El futuro
IV. BIBLIOGRAFÍA
1.
SCIENCE ENCYCLOPEDIA, Internet-linked. The Usborne books.
2.
T.K DERRY,T.WILIAMS,La historia de la Tecnología. Siglo Veintiuno Editores.
3.
JANINE M. BEYNUS, Biomimicry, Harper Perennial Edit.
4.
BAUTISTA, E. Breve historia de las máquinas.UPM. Madrid.
5.
HADZICH, M. Termodinámica para Ingenieros. PUCP
6.
ARANYA, Permaculture Design, Permanent Editions.
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7.
ALASTAIR FUAD-LUKE, The ECO-design Handbook, Thames &Hudson.
8.
BEN RIPLEY, 1001 Cool Inventions, Hinkler Books.
9.
PETER PEDALS, Energy from Nature, Rainbow Power Company.
10. S.HAWKINGS, L MLODINOW, El Gran Diseño, Crítica Barcelona.
11. SIMONA CREMANTE, Leonardo da Vinci, Gounti Editore S.p.A
12. PAOLA ANTONELLI, 100 everyday marvels of design, Thames&Hudson.
13. D De YOUNG,D.HOBBS, Discovery Design, Master Book.
14. DOMINIC RATHBONE, Civilizaciones del mundo antiguo, Editorial Blume.
V. METODOLOGÍA
En el curso se utilizará inicialmente la metodología expositiva a cargo del profesor para
explicar el principio físico de funcionamiento de las máquinas, asociándolos a los diseños
similares que encontramos en la naturaleza- biomimética. Luego se enseñará la evolución
del diseño de dicha tecnología en relación al contexto social, combinado con mapas
mentales con el propósito de verificar la comprensión de los conocimientos Se
proyectarán videos, películas relacionadas y se realizarán visitas guiadas a los principales
laboratorios de la PUCP y de industrias relacionadas con los temas. Finalmente se
discutirán los diseños futuros de esta tecnología según los cambios en la sociedad actual.
VI. SISTEMA DE EVALUACIÓN
En este curso se aplica la modalidad de evaluación 1, que establece que el promedio se
calcula con la siguiente fórmula:
Nota Final = (3 Ex1 + 3 Ex2 + 4TA) / 10
Donde:
Exi = Examen iésimo
TA = Tarea Académica grupal
TA = actividades académicas designadas por el profesor. Estas pueden ser: monografías,
exposiciones en clase, trabajos especiales, informes, controles de lectura, seminarios,
participación en clase, etc. El puntaje obtenido por el alumno por este concepto será
consignado como nota única TA.
Es decir, el primer examen vale 30%, el segundo examen otro 30% y el trabajo
grupal 40% de la nota final.
San Miguel, agosto de 2014.
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