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Análisis de Fallo
La asignatura de la titulación del Máster universitario en Ciencia y Tecnología de Materiales por la Universidad de Oviedo, denominada “Análisis de fallos”, es una asignatura optativa enmarcada en el módulo de Propiedades y Caracterización de los Materiales. Es una asignatura de gran trascendencia en el mundo industrial ya que su cometido es transmitir al alumno conocimientos que le permitan analizar los motivos y las causas de fallo que pueden tener lugar en componentes mecánicos presentes en la industria.
Las principales competencias que adquirirán los estudiantes que cursen esta asignatura son las siguientes:
- Capacidad para analizar las causas de fallo de los componentes mecánicos en servicio con el objetivo de adoptar las medidas correctoras oportunas, evitando así nuevos fallos.
- Capacidad para valorar las causas de un fallo estructural, a partir del conocimiento de los distintos procesos de fallo.
- Capacidad para manejar las herramientas experimentales disponibles para la realización de un análisis de fallo.
- Capacidad para poner en relación los resultados del análisis y emitir un diagnóstico final sobre el fallo ocurrido.
Dado que el Máster en Ciencia y Tecnología de Materiales pretende acoger estudiantes que hayan cursado previamente grados en ciencias o en ingenierías, no se requiere de un requisito adicional específico, aunque se recomienda haber cursado las asignaturas de ‘Propiedades Mecánicas’ y ‘Propiedades Superficiales de Materiales’ que se imparten previamente.
Los resultados de aprendizaje de la asignatura “Análisis de Fallos” se concretan del modo que sigue:
Conocimientos
- Conocer la forma de analizar la seguridad de componentes agrietados sometidos a cargas mecánicas (factura(fatiga)
- Conocer los ensayos normalizados existentes para caracterizar el comportamiento de los materiales en presencia de grietas.
- Conocer los micromecanismos de fallo (dúctil/frágil) que pueden operar en las diferentes familias de materiales.
- Conocer las relaciones existentes entre el comportamiento mecánico de los materiales y su microestructura.
- Conocer las herramientas disponibles para la realización práctica del análisis de fallo.
- Conocer una amplia variedad de casos prácticos en los cuales se determinan las causas de fallo de componentes estructurales a nivel industrial.
Habilidades
- Manejar diferentes herramientas de análisis de fallos y procedimientos de evaluación de integridad estructural.
- Capacidad para cuantificar la seguridad de componentes agrietados bajo cargas reales de servicio.
- Interpretar los resultados obtenidos mediante las diferentes herramientas de análisis.
- Ser capaz de diagnosticar las causas de un fallo estructural.
Actitudes
- Fomentar en el estudiante una inquietud de cara a la adquisición de conocimiento práctico.
- Formación de un espíritu abierto, crítico, cooperativo y emprendedor.
- Adaptabilidad: ser flexible y capaz de ajustarse a diferentes situaciones y entornos.
- Colaboración: trabajar eficazmente en equipo y contribuir al logro de objetivos comunes.
Los contenidos de la asignatura “Análisis de Fallos” se han organizado conforme a la temática que se presenta acto seguido:
Tema 1. Introducción y fundamentos básicos del Análisis de Fallos (1,5h)
Tema 2. Fractura, Fatiga, Creep, Corrosión Bajo Tensión y Fragilización por Hidrógeno (6h)
Tema 3. Procedimientos de Evaluación de Integridad Estructural: Diagramas de análisis de fallos (3h)
Tema 4. Herramientas del Análisis de Fallos. Caracterización química y mecánica. Microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido (1,5h)
Tema 5. Resolución de casos prácticos: medidas correctoras y preventivas (6h)
La organización de la asignatura se planteará de acuerdo a las siguientes metodologías docentes:
1. Presencial
Clases expositivas.
Prácticas de aula.
Prácticas de laboratorio.
Exposición de trabajos en grupo.
2. No presencial
Trabajo autónomo
Trabajo en grupo
Durante las clases expositivas, el profesor desarrollará los contenidos teóricos de la asignatura junto con la impartición de una serie de prácticas de aula, que se dedicarán al análisis y discusión de casos prácticos de cara a que los alumnos consoliden los conocimientos teóricos adquiridos. Adicionalmente, se llevarán a cabo unas sesiones prácticas (4,5h) en el laboratorio de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica de la Escuela Politécnica de Mieres, en las que se determinarán las causas de fallo de un componente mecánico, propuesto por el profesor responsable, en el marco de un caso práctico real. El objetivo de estas prácticas es que el alumno adquiera las destrezas necesarias para realizar los ensayos necesarios de cara a establecer las causas de fallo a partir de las evidencias encontradas. Los alumnos, agrupados en diferentes grupos de trabajo, realizarán un informe que recoja el análisis llevado a cabo, poniendo en evidencia las causas del fallo. Dicho informe se completará con una exposición oral del mismo.
Se llevará a cabo una evaluación continua en la que un 20% de la calificación corresponderá al informe técnico relacionado con el caso práctico que se resolverá durante las sesiones prácticas (4,5h). Otro 20% de la calificación final, corresponderá con la exposición oral del trabajo realizado durante las sesiones prácticas. Una vez terminado el curso y en el período oficial de exámenes, el profesor coordinador responsable llevará a cabo una sesión de evaluación, que consistirá en una prueba escrita sobre los contenidos completos del curso, la cual representará el 60% restante de la calificación final del estudiante. De cualquier manera, el aprobado de la asignatura exigirá un mínimo de 4 puntos sobre 10 en esta evaluación final.
Evaluación tradicional
La evaluación de los alumnos que no hayan superado la asignatura mediante el sistema de evaluación continua o que no se hayan acogido a ella, se llevará a cabo mediante un examen final, que constará de ejercicios y cuestiones sobre el contenido completo del curso (clases teóricas y prácticas). El aprobado de la asignatura exigirá una calificación mínima de 5 puntos sobre un total de 10.
Evaluación diferenciada
Los alumnos que se acojan a la evaluación diferenciada, realizarán un examen final, que constará de ejercicios y cuestiones sobre el contenido completo del curso disponible en el campus virtual. El aprobado de la asignatura exigirá una calificación mínima de 5 puntos sobre un total de 10. Este mecanismo de evaluación diferenciada podrá ser sustituido por otro mecanismo de evaluación, específico para cada alumno, en virtud del artículo 7 del Reglamento de evaluación de la Universidad de Oviedo.
Como material fundamental del curso se utilizan unos apuntes elaborados por el profesor responsable de la asignatura, donde se recogen los contenidos esenciales de la misma. Los estudiantes podrán utilizar libros especializados de consulta, disponibles tanto en la biblioteca general del campus de Gijón como en el seminario del departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica.
[1] Annual Book of ASTM Standards, Section 03.01. ASTM International, 1990.
[2] Anderson T. L., Fracture Mechanics: Fundamentals and Applications, 2nd edition, CRC Press, Boca Raton, 1995.
[3] Rolfe S.T y Barsom J.M., Fracture and fatigue control in structures, Butterworths-Heinemann, EEUU, 1999.
[4] Dowling N.E., Mechanical behaviour of materials, Pearson Education, EEUU, 2007.
[5] Augusto Javier de Santis. Análisis de Fallos en Sistemas Aeronáuticos. Paraninfo, 2015.