Sílabo-2016-1

Diplomatura de estudio en Análisis d e Falla Falla en Componentes Mecánicos

Sílabo Curss o: FUNDAME Cur FUNDAMENT NTOS OS DEL DEL ANÁLISI ANÁL ISIS S DE FAL ALL L A EN COMPONENTES COMPON ENTES MECÁNICOS I.

Datos Da tos generales Coordinador académico

: Dr. Carlos Fosca Pastor

Profesores especialistas especialistas

: Dr. Carlos Fosca Pastor Dr. Paul Lean Sifuentes Ing. José Sakihama Uehara Bach. Gregorio Sifuentes Pinedo

Duración

: Del 9 de mayo al 15 de octubre de 2016 154 horas (23 semanas aprox.)

Dedicación del participante participant e : 7 horas semanales

II.

Presentación La Diplomatura de Estudio en Análisis de Falla en Componentes Mecánicos está diseñada para responder a las necesidades de capacitación profesional en el Perú. La Diplomatura se compone de un curso y un taller complementario. El curso Fundamentos del análisis de falla en componentes mecánicos se desarrolla en la modalidad virtual, mientras que el taller t aller Desarrollo del análisis de falla correspondiente a un caso real se desarrolla en la modalidad presencial en los laboratorios de la PUCP; de esta manera, la diplomatura ofrece al participante la posibilidad de organizarse según su propio ritmo, horario y lugar de estudio. Los contenidos del curso Fundamentos del análisis de falla en componentes mecánicos brindan una formación integral de manera que el participante pueda comprender los principios y procedimientos que se siguen para la realización de un análisis de falla en un componente mecánico.

III. Objetivos Objetivo general Al finalizar el curso, los participantes identificarán y aplicarán los procedimientos generales para el análisis de falla en componentes mecánicos y los fundamentos físicos, mecánicos y metalúrgicos asociados a esta.

Pontificia Universidad Católica del Perú

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Objetivos específicos Al finalizar el Bloque temático 1: Fundamentos metalúrgicos asociados al análisis de falla en elementos mecánicos el participante describirá las interrelaciones entre las propiedades mecánicas y los cambios microestructurales que sufren los aceros como parte de un caso de análisis de falla mecánico. Al finalizar el Bloque temático 2: Mecanismos de daño de los materiales asistidos por esfuerzo mecánico el participante analizará los diferentes factores que causan las fallas mecánicas, identificará los diferentes modos de fractura y sus características, identificará los mecanismos de falla asociados a partir del análisis de la superficie de fractura y describirá las características generales de los mecanismos de falla: fatiga, desgaste, corrosión, fluencia o creep. Al finalizar el Bloque temático 3: Procedimiento para el análisis de falla en elementos mecánicos el participante relacionará los modos de fractura, condiciones de servicio y los aspectos metalúrgicos del material para restablecer la causa raíz de una falla, y diseñará un procedimiento, ejecutará e interpretará los resultados de un análisis de falla asociado a factores físicos, mecánicos y metalúrgicos.

IV. Contenido del curso Contenidos procedimentales

Contenidos conceptuales Bloque temático 1: Fundamentos metalúrgicos asociados al análisis de falla en elementos mecánicos 1

Fabricación y denominación de los aceros 1.1 Fabricación del acero 1.2 Denominación de los aceros

El participante describirá el proceso de obtención el acero.

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Ensayo de materiales 2.1 Introducción 2.2 Ensayos mecánico

El participante determinará e interpretará los resultados obtenidos a través de ensayos mecánicos.

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Estructura y propiedades de los metales 3.1 Estructuras cristalinas de los metales y su relación con las propiedades mecánicas y físicas de los metales 3.2 Defectos en las estructuras cristalinas (vacancias, dislocaciones, límite de grano) 3.3 Deformación plástica en los metales

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El participante reconocerá los diferentes tipos y características de las estructuras cristalinas. El participante comprenderá los tipos de fase que se pueden

Facultad de Ciencias e Ingeniería

Fundamentos del análisis de falla en componentes mecánicos

Contenidos procedimentales 3.4 Difusión de los metales presentar en las 3.5 Constitución de las aleaciones (soluciones aleaciones. sólidas, soluciones intersticiales y compuestos) Contenidos conc eptuales

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Aceros: aleaciones Fe-C 4.1 El diagrama Fe-Fe 3C 4.2 Las fases y constituyentes del acero: sus propiedades mecánicas y las transformaciones en estado de equilibrio

El participante determinará la cantidad relativa de fases y microconstituyentes que se presentan en los aceros al carbono.

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Tratamientos térmicos del acero 5.1 Tratamientos de recocido, normalizado, temple y revenido 5.2 Transformaciones fuera del equilibrio: diagramas TTT y de enfriamiento continuo 5.3 Tratamientos termoquímicos (cementación, nitruración)

El participante elaborará esquemas de cambios microestructurales que ocurren en el tratamiento térmico del acero.

Selección de los aceros según su aplicación

El participante seleccionará el acero según las características, el uso y las aplicaciones.

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Bloque temático 2 Mecanismos de daño de los materiales asisti dos por esfuerzo mecánico 7 Mecanismos de daño asistidos por esfuerzos mecánicos 7.1 Presentación 7.2 Fractura dúctil 7.3 Fractura frágil por clivaje 7.4 Fractura frágil intergranular 7.5 Fractura por fatiga 7.6 Mecanismo de creep o fluencia lenta 7.7 Mecanismo de desgaste (abrasivo y adhesivo) 7.8 Presentación de casos de fallas

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Mecanismos de daño vinculados a la corrosión 8.1 Fundamentos de la corrosión electroquímica 8.2 Tipos de corrosión: corrosión uniforme


El participante identificará los posibles mecanismos de falla a partir de la observación y el análisis de la superficie de fractura. El participante identificará las características generales de los diferentes mecanismos de falla: fatiga, desgaste, fluencia o creep. El participante reconocerá los factores que promueven un determinado mecanismo de corrosión y elaborará

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Contenidos procedimentales medidas para reducir el riesgo de cualquier tipo de corrosión en un componente mecánico.

Contenidos conceptuales 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8

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Corrosión galvánica Corrosión por picaduras Corrosión debida a resquicios Corrosión intergranular Corrosión bajo tensión Corrosión fatiga

Mecanismos de daño vinculados a las uniones soldadas 9.1 Concepto de soldabilidad 9.2 Fisuración en uniones soldadas 9.3 Comportamiento a la fatiga de uniones soldadas

El participante reconocerá los factores más importantes que promueven la fisuración en uniones soldadas.

Bloque temático 3 Procedimiento para el análisis de falla en elementos mecánicos 10 La causa raíz de la falla de un componente 10.1 Origen de la falla: físicas, humanas y del sistema 10.2 Errores que producen fallas mecánicas 10.3 Procedimientos para determinar la causa raíz de una falla 10.4 El Análisis de Falla (FA), Investigación de la Causa Raíz (RCI), el Análisis Causa Raíz de la Falla (RCFA) y el Análisis Causa Raíz (RCA) 10.5 Beneficios del uso del Análisis Causa Raíz 10.6 Métodos y herramientas para el análisis de falla

11 Metodología para el desarrollo de un análisis de falla 11.1 Investigación preliminar: investigación de campo, recopilación de datos, el procedimiento de las 5P 11.2 Determinación de la falla primaria 11.3 Diseño del análisis de la falla primaria: el árbol lógico de fallas, la identificación de hipótesis de fallas y su evaluación mediante ensayos y estudios 11.4 Examen y análisis de la falla: fractografía, ensayos no destructivos, ensayos destructivos, análisis químicos, metalográficos, etc.

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El participante identificará las características de los métodos: Análisis de Falla (FA), Investigación de la Causa Raíz (RCI), el Análisis Causa Raíz de la Falla (RCFA) y el Análisis Causa Raíz (RCA).

El participante elaborará procedimientos para determinar la causa raíz de una falla. El participante elaborará el árbol de fallas. El participante elaborará un procedimiento de análisis de falla tomando en cuenta el árbol de fallas.



Contenidos procedimentales 11.5 Determinación del tipo de falla (mecanismo de El participante elaborará falla asociado) y de la causa raíz de la falla un registro fotográfico de falla en un componente 11.6 Elaboración del informe técnico final 11.7 Registro fotográfico de falla en componentes mecánico. mecánicos Contenidos conc eptuales

12 Desarrollo de un procedimiento para el análisis de falla 12.1 Análisis de los resultados de los ensayos desde la perspectiva de las hipótesis de falla 12.2 Sustentación del mecanismo de falla que es elegido como causa raíz física 12.3 Desarrollo del informe técnico

El participante desarrollará un informe técnico de un procedimiento de análisis de falla de un caso real.

Contenidos actitudinales •

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El participante mostrará disposición a la búsqueda de información e investigación. El participante valorará la importancia de las normas o estándares. El participante mostrará interés por resolver problemas prácticos de forma creativa. El participante mostrará actitud ordenada y metódica por elaborar y presentar los documentos técnicos. El participante desarrollará actitudes para la observación y la crítica.

V. Profesores especialistas Carlos Fosca Pastor Doctor en Ciencias Químicas de la Universidad Complutense de Madrid. Ingeniero Mecánico de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). International Welding Engineer (IWE) otorgado por el International Institute of Welding (IIW). Especialización en el campo de la corrosión en la República Federal Alemana. Coordinador del Diploma de Especialización y de la Maestría en Ingeniería de Soldadura PUCP. Profesor Principal del Departamento de Ingeniería de la PUCP de pregrado y de posgrado de las maestrías de Ingeniería y Ciencia de los Materiales, Ingeniería Mecánica y de Ingeniería de Soldadura de la PUCP. Especialista en análisis de fallas en componentes mecánicos.


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Paul Lean Sifuentes Doctor en Ciencias de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Químicas del Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica. Ingeniero Mecánico de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). Inspector de Construcciones Soldadas, otorgado por la Asociación Española de Soldadura y Tecnologías de Unión (CESOL). Profesor de pregrado y de las Maestrías de Ingeniería y Ciencia de los Materiales, Ingeniería Mecánica y de Ingeniería de Soldadura de la PUCP.

José Sakihama Uehara Ingeniero Mecánico por la Pontificia Universidad Católica del Perú. Ingeniero Internacional de Soldadura (IWE-ES-572) e Inspector Internacional de Soldadura (IWI-C-ES-121). Certificado por la American Welding Society (AWS) (CWI-09074881). Con estudios de Maestría en Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Universidad de São Paulo (Brasil) y estudios de Maestría en Ingeniería de Soldadura en la PUCP. Analista del Laboratorio de Materiales de la Sección de Ingeniería Mecánica - PUCP. Profesor de pregrado y de la Diplomatura de Especialización en Ingeniería de Soldadura de la PUCP.

Gregorio Sifuentes Pinedo Artista Visual. Bachiller en artes plásticas con mención en pintura por la Pontificia Universidad Católica del Perú. Premio Adolfo Winternitz de Pintura otorgado por la Facultad de Arte de la PUCP en el 2006 y premio de Fotografía 2007 otorgado por la Facultad de Arte de la PUCP en el 2007. Expositor y finalista en diversos concursos fotográficos y exposiciones colectivas. Profesor de laboratorio del curso de Fotografía 1 de la Facultad de Arte de la PUCP.

VI. Metodología El desarrollo del curso se ofrece en la modalidad virtual, con una propuesta metodológica activa y participativa, especialmente diseñada para responder a los objetivos que persigue y al perfil del público al cual se dirige. Se promueve el autoaprendizaje y la autonomía académica permitiendo la flexibilidad de tiempo y lugar, sin dejar de exigir dedicación y constancia al participante. Para este propósito, se dispondrá de un conjunto de medios y materiales didácticos preparados especialmente para entornos virtuales. Esta propuesta también fomenta el aprendizaje colaborativo, lo cual implica una ayuda mutua entre los participantes, intercambio de ideas y recursos y el trabajo cooperativo para la elaboración de informes conjuntos. La estrategia metodológica de este curso promueve la realización de las siguientes actividades: Acti vidades de inducción Las actividades de inducción se han programado al inicio y tienen como finalidad que los participantes puedan familiarizarse con el uso de las herramientas

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informáticas con las que trabajarán durante el desarrollo del curso: correo electrónico, evaluaciones en línea, foros de discusión y entrega de tareas. Asimismo, se han programado actividades que permitirán la integración a sus respectivos grupos de trabajo. Foro de consultas Está propuesto un foro de consultas (no calificado) como espacio para absolver dudas o inquietudes de tipo académico, y reflexionar a partir de las consultas de los compañeros. Este foro estará abierto durante todo el desarrollo del curso. Foros de discusión Están propuestos 4 foros de discusión durante el desarrollo del curso. Los foros constituyen un espacio privilegiado para la reflexión sobre temas relacionados con el análisis de falla y el intercambio de opiniones de manera fácil y rápida entre participantes y docentes. Trabajos individuales Se ha propuesto la entrega de 2 trabajos individuales durante el desarrollo del curso. Estos trabajos consisten en el desarrollo de ejercicios aplicativos sobre la materia del curso. Evaluaciones en línea Se han diseñado 8 evaluaciones en línea a las que el participante accederá para verificar sus aprendizajes respecto de los contenidos trabajados. Autoevaluación Es una actividad individual de validación de los propios aprendizajes de los participantes. Es una actividad obligatoria cuya calificación no será tomada en consideración para el promedio del curso. Estudio d e caso Esta actividad constituye una oportunidad de interaprendizaje que favorece el intercambio de ideas y experiencias en torno a un tema generador que exige la integración y adecuación de los conocimientos a la realidad laboral de los participantes. Para este fin, el profesor tutor formará grupos de trabajo. Registro fotográfico Utilizando la herramienta base de datos los alumnos podrán registrar 3 fotografías de falla en componentes mecánicos y luego, comentar 2 imágenes de su elección utilizando los conceptos tratados en el tema. Informe Se ha programado la entrega de un informe técnico respecto del procedimiento para el análisis de falla. Exámenes Los exámenes permitirán al participante evaluar y comprobar los conocimientos adquiridos, producto del estudio que él realice. Son exámenes en línea y de mayor valor en porcentaje que una evaluación en línea. Se han programado tres exámenes para el curso (uno por cada bloque temático).


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Adicionalmente, los participantes cuentan con el foro Novedades, el cual se encuentra en la plataforma educativa Paideia PUCP y en el que podrá encontrar los mensajes y comunicaciones que los profesores envían a los participantes. Este foro tiene la finalidad de que todos los participantes reciban los mensajes y puedan revisarlos cuando lo requieran.

VII. Sistema de acompañamiento Durante todo el proceso de aprendizaje, el participante será acompañado por un equipo de profesores con una amplia trayectoria profesional en el ámbito del análisis de falla en componentes mecánicos y en cada uno de los referentes temáticos que se aborden. Este acompañamiento constituye un espacio de atención individual y colectiva, en el que se toman en cuenta las características de cada uno de los participantes y del grupo, y se brinda un apoyo académico, de orientación y de motivación. Desde el inicio del curso, los participantes contarán con un profesor tutor que los acompañará en esta nueva etapa de formación. El tutor es un especialista en el análisis de fallas en componentes mecánicos con competencia para asesorar y resolver dudas o dificultades en el estudio. Paralelamente al profesor tutor asignado, los participantes podrán realizar sus consultas al grupo de profesores especialistas, docentes con amplia experiencia en la industria, quienes con su experiencia y conocimientos enriquecerán el contenido temático del curso.

VIII. Sistema de evaluación El curso contempla una evaluación continua como una forma de valorar progresivamente el aprendizaje del participante. El sistema de evaluación es acorde a los objetivos planteados y se encuentra detallado en el Reglamento del curso. La calificación final del participante se obtendrá de la siguiente manera:

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Evaluaciones en línea (promedio)

10%

Foros de discusión y Registro fotográfico (promedio)

10%

Trabajos individuales (promedio)

10%

Estudio de caso

10%

Informe

15%

Examen 1, 2 y 3 (15% cada uno)

45%

Total

100%



IX. Medios y materiales Los medios y materiales que conforman el paquete educativo han sido elaborados especialmente para la modalidad virtual. El medio más importante que se utilizará será la plataforma educativa Paideia PUCP. Este medio permitirá la interacción permanente entre los participantes y los profesores a través del uso de tecnología de vanguardia. El paquete educativo de este curso consta de lo siguiente: Plataforma educativa Paideia PUCP: es el medio de comunicación principal que le permitirá al participante estar en contacto con su tutor, con los expertos temáticos y con sus demás compañeros, además de recibir información y documentos, poder enviar sus trabajos y tareas, y rendir las evaluaciones en línea. Agenda de estudio: es el material que guiará al participante a lo largo del curso, pues presenta la estructura de cada tema, la secuencia de aprendizaje y las orientaciones para utilizar cada uno de los medios y materiales de la Diplomatura. De este modo, los participantes cuentan con un paquete educativo que los acompañará paso a paso en el estudio, respetando los ritmos personales de trabajo y brindándoles al mismo tiempo variados recursos de apoyo adaptados a sus estilos de aprendizaje.

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