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Título : Actualización de los laboratorios del área de materiales de la Facultad de Ingeniería
Autor : RAMOS TREJO, EFRAIN
JACOBO ARMENDAR, VICTOR HUGO
Fecha de publicación : 2016
Resumen : La ciencia de los materiales resulta una de las ramas de la ingeniería de vital importancia en todas sus áreas y representa, en su conjunto de conocimientos técnicos y científicos, una herramienta imprescindible para los ingenieros en formación. Es decir, con los conocimientos teóricos y prácticos adquiridos durante el proceso de aprendizaje, en relación a los materiales, su estructura, su manejo y sus propiedades, el Ingeniero contará con las herramientas necesarias para la comprensión y el manejo de infinidad de procesos, o bien para la adaptación o implementación de nuevos que satisfagan los requerimientos de productividad, calidad y respeto al medio ambiente. Los Laboratorios de Materiales de la Facultad de Ingeniería están formados por el Laboratorio de Metalografía y Caracterización, Corrrosión y el Laboratorio de Pruebas Mecánicas y representan un punto de convergencia de las carreras Ingeniería Mecánica, Ingeniería Industrial, Ingeniería Mecatrónica y ahora con la recientemente incorporada carrera de Ingeniería de Sistemas Biomédicos; cuyas asignaturas relacionadas al campo de los materiales (y que requieren los servicios de los laboratorios de materiales), han sido objeto de cambios debido a la modificación de los planes de estudios de las licenciaturas antes mencionadas, por lo que la afluencia de alumnos es continua dentro del calendario escolar y con un estimado de al menos 550 alumnos por semestre de las diferentes asignaturas concernientes a estos temas. La visión que se tiene en la modificación de los planes de estudio es la de renovar el proceso de aprendizaje del estudiantado, sin embargo las herramientas de las que se vale, en este caso la estructura de prácticas de laboratorio de materiales, presentan un retraso que afecta la labor docente de la planta académica involucrada, es decir, las condiciones actuales de dichos laboratorios forman parte de un rezago tanto en infraestructura, como en el programa y contenido de las prácticas que se imparten para las distintas asignaturas. Si bien se ha llevado a cabo la reestructuración de prácticas en la materia de Materiales No Metálicos mediante la implementación del Proyecto PAPIME PE107614, lo cierto es que para el resto de las asignaturas la calidad de las prácticas dejan mucho que desear, es decir, las actividades que se llevan a cabo no permiten cumplir en su totalidad con la finalidad de las mismas, es decir, formar a los futuros ingenieros, comprometiendo a su vez la tarea primaria del desarrollo experimental que es el conjuntar los conocimientos adquiridos en el salón de clase. Es por ello que se plantea desarrollar un conjunto de prácticas en beneficio de la población estudiantil, que si bien no llevan a la modernización inmediata de la infraestructura, lo cual representa una fuerte inversión, si se caracterizarían por una actualización en contenido y funcionalidad, de acuerdo a las necesidades del campo laboral, concerniente a las carreras arriba mencionadas, buscando además el uso de las herramientas tecnológicas ya existentes (de poco o nulo aprovechamiento en la actualidad) y proponiendo la actualización del instrumental, acorde al manejo actual de los materiales. Así mismo, dentro de los protocolos de las prácticas que se proponen, se contempla el uso de estándares nacionales e internacionales, así como estándares particulares a manera de simulacro, con actividades asociadas al control de calidad en materiales. De esta manera, se propone el diseño y desarrollo de protocolos para las prácticas de: 1.Nucleación y crecimiento de cristales 2.Preparación metalográfica 3.Recubrimientos electrolíticos 4.Diagrama binario de fases para materiales metálicos 5.Difusión 6.Tratamientos térmicos 7.Proyección térmica 8.Caracterización de muestras 9.Pulvimetalurgia y sinterizado 10.Corrosión acelerada 11.Fragilización por hidrógeno 12.Ensayos de dureza 13.Ensayo de tracción 14.Ensayo de impacto 15.Selección de materiales Para la formulación, estructuración y realización de las prácticas propuestas, el presente proyecto cuenta con el apoyo de personal académico con experiencia en el desarrollo e innovación de la práctica docente, así como con la experiencia en el servicio a la industria en el ámbito de los materiales.
URI : http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/6146
metadata.dc.contributor.responsible: RAMOS TREJO, EFRAIN
metadata.dc.coverage.temporal: 2016-2019
metadata.dcterms.educationLevel.SEP: Licenciatura
metadata.dc.description.hypothesis: Las prácticas propuestas permitirán al estudiante de las diferentes licenciaturas y cursos involucrados, además de tener la capacidad de verificar los conceptos teóricos mediante técnicas experimentales; profundizar en el análisis de los fenómenos involucrados lo cual repercutirá favorablemente en su desarrollo profesional.
metadata.dc.description.strategies: Metodología de trabajo A. MODELO DE PRÁCTICA 1. Definición del modelo de práctica de laboratorio. Se estructurará el modelo de cada práctica en cuanto a edición y rubros de contenido B. ELABORACIÓN DE PRÁCTICAS 1. Nucleación y crecimiento de cristales Para esta práctica el alumno promoverá la formación y crecimiento de cristales a escala macroscópica mediante aplicación de reactivos y agentes nucleadores con lo cual se pretende asociar el crecimiento del cristal con la estructura cristalina del mismo. 2.Preparación metalográfica En el desarrollo de esta práctica el alumno aprenderá las diferentes técnicas de montura, desbaste, pulido y ataque, de muestras en diferentes condiciones, es decir, polvos, fibras, agujas, laminas y barras. 3.Recubrimientos electrolíticos El alumno llevará a cabo el recubrimiento de muestras metálicas y no metálicas mediante inmersión y técnicas electroquímicas, con lo que comparará los acabados, espesores y calidad del depósito. 4.Diagrama binario de fases en materiales metálicos En esta práctica se construirá un diagrama de equilibrio binario con elementos metálicos con bajo punto de fusión, en base a la obtención y análisis de las curvas de enfriamiento correspondientes a diferentes aleaciones formadas por estos elementos, con ello el alumno aprenderá las técnicas de adquisición de datos mediante herramientas computacionales y la interpretación de los mismos. 5.Difusión Esta práctica se llevará a cabo el tratamiento superficial de una muestra mediante la difusión de un elemento que complemente el par de difusión 6.Tratamientos térmicos En esta práctica el alumno conocerá los tratamientos térmicos más comunes, los equipos utilizados y los sistemas de control, el alumno comprenderá el efecto en las propiedades de los materiales. 7.Proyección térmica El alumno conocerá el concepto de proyección térmica, sus aplicaciones y la técnica mediante la aplicación y evaluación de un recubrimiento sobre un substrato metálico. 8.Caracterización de muestras En esta práctica el alumno identificará las fases presentes en las muestras obtenidas en prácticas anteriores, para lo cual aplicará técnicas de preparación metalográfica. 9.Pulvimetalurgia y sinterizado En esta práctica el alumno desarrollará una muestra a partir de polvos metálicos utilizando técnicas de sinterizado, evaluando las propiedades obtenidas y la microestructura generada. 10.Corrosión acelerada El alumno conocerá la cámara de corrosión acelerada y niebla salina, su uso, las normas que las rigen y las aplicaciones en la industria. Con ello el alumno aplicará el conocimiento relacionado al fenómeno de corrosión y los parámetros asociados. 11. Fragilización por hidrógeno En esta práctica el alumno fomentará la fragilización de muestras metálicas mediante técnicas electroquímicas a fin de evaluar el efecto en sus propiedades mecánicas debido a la difusión del hidrógeno. 12.Ensayos de dureza Esta práctica el alumno estudiará el concepto de dureza de un material mediante la experimentación desarrollando las habilidades para manejar los equipos que se emplean para su determinación, así como las normas que se aplican en el ensayo considerando los diferentes tipos de escala usada. 13. Ensayo de tracción En esta práctica el alumno conocerá el equipo utilizado, sus capacidades y normas que lo rigen y llevará a cabo los ensayos de tracción a diferentes materiales con la finalidad de determinar sus propiedades mecánicas a partir de las gráficas obtenidas, identificando los puntos de interés de dichas gráficas y comparando los resultados obtenidos en muestras con diferentes condiciones. 14. Ensayo de impacto El alumno aplicará y comprenderá los conceptos básicos del comportamiento mecánico de los materiales, a través del ensayo de impacto. Analizará el comportamiento de los materiales dúctiles, frágiles, temperatura de transición dúctil-frágil, tenacidad, tenacidad relativa y los factores que alteran estas propiedades. 15.Selección de materiales El alumno conocerá y utilizará las herramientas informáticas para el proceso de selección de materiales basado en las propiedades especificadas en el diseño y los diagramas de Ashby. Con ello el alumno tendrá la capacidad de analizar los resultados obtenidos en el programa y discernir en base a los conocimientos teóricos, adquiridos en clase, para llevar a cabo una correcta elección del material para una aplicación en específico.
Desarrollar prácticas que permitan a los alumnos adquirir y confirmar en forma practica los conceptos expuestos en teoría. Estructurar las prácticas de acuerdo a los planes estudio vigentes, actualizando el contenido de las mismas considerando requerimientos de normalidad y ámbito laboral. Actualizar a los profesores que actualmente imparten los laboratorios de materiales.
metadata.dc.description.goals: Se desarrolló un conjunto de prácticas que permiten a los alumnos conocer y aplicar los diferentes conceptos desarrollados en la teoría de las materias a las que está orientada cada una de las prácticas. El objetivo es que al final el estudiante tenga los conocimientos y las habilidades que permitan evaluar las propiedades mecánicas de los materiales mediante diferentes métodos. Originalmente se tenía comprometido un protocolo denominado “Selección de materiales”, sin embargo, se vio la pertinencia de que el bloque correspondiente a la tercera etapa se orientara a la evaluación de las propiedades mecánicas de los materiales, motivo por el cual se cambió este protocolo por el que comprende el Ensayo de Flexión. Dentro de este mismo tenor, la academia de materiales vio la pertinencia de desarrollar otro protocolo del tópico correspondiente a Tenacidad. Finalmente, el conjunto de prácticas desarrolladas fue: 1. Nucleación y crecimiento de cristales 2. Preparación de muestras metalográficas 3. Recubrimientos electrolíticos 4. Diagrama de fases eutéctico en materiales metálicos 5. Difusión 6. Tratamientos térmicos 7. Proyección térmica 8. Metalografía cualitativa y cuantitativa 9. Sinterizado de polvo metálico 10. Corrosión acelerada 11. Fragilización por hidrogeno 12. Ensayo de dureza 13. Ensayo de tracción 14. Ensayo de flexión 15. Ensayo de Impacto 16. Ensayo de tenacidad Como un segundo rubro se generó un Manual de seguridad e higiene que engloba aspectos como: Equipo de protección personal, enfocado a los diferentes protocolos Equipos de seguridad en el laboratorio. Situaciones de emergencia que contempla rutas y salidas de emergencia, incendios, fuga tóxica, contaminación atmosférica y derrames. Procedimiento de primeros auxilios. Manejo de sustancias químicas, aparatos e instalaciones, clasificación de reactivos, almacenamiento e incompatibilidad. Limpieza general en materiales e inmobiliario El tercer rubro que se cumplió fue el referente a la presentación de dos artículos en congreso y la publicación en memorias. Estos artículos se desarrollaron a partir de protocolos propuestos y permitió retroalimentar la parte experimental con pares académicos. “Análisis de la solidificación de aleaciones Zn-Al y su uso en la enseñanza de construcción de diagramas de fases binarios”, MEMORIAS XXIII CONGRESO INTERNACIONAL SOMIM “Propuesta de un ensayo de evaluación de la fragilización por hidrógeno de aceros de bajo carbono como práctica para el laboratorio de materiales”, MEMORIAS XXIV CONGRESO INTERNACIONAL SOMIM Finalmente, se llevó a cabo la actualización de profesores del laboratorio a partir de los protocolos del manual dando practicas piloto. Asimismo, a partir de la intervención de la academia de materiales, se tiene programado un curso dirigido a profesores de laboratorio de manera obligatoria, esto auspiciado por la DIMEI, curso orientado como punto de inicio dentro del proceso de certificación del Laboratorio de Materiales a la norma ISO9001
metadata.dc.description.selfAssessment: A partir de los resultados obtenidos, se tuvo un avance satisfactorio en las diferentes actividades que se plantearon al inicio del proyecto. Las actividades desarrolladas del proyecto se agrupan en las siguientes vertientes. ELABORACIÓN DE PRÁCTICAS: Se elaboraron un total de 16 protocolos que representa el 100% de avance del proyecto. En el último período correspondiente al tercer año dieron algunas adecuaciones a los mismo a partir de las reuniones de la academia de materiales. Mediante esta interacción con profesores de teoría y laboratorio, se vio la pertinencia de adecuar el último bloque de prácticas orientándolo a la evaluación de las propiedades mecánicas de los materiales, motivo por el cual se generó una práctica que comprende el Ensayo de Flexión y se anexo el correspondiente a Ensayo de Tenacidad. Se buscó que el estudiante logrará un mejor entendimiento al plantearle el experimento a partir de casos reales. En lo general estas prácticas complementan en forma práctica los conceptos expuestos en la teoría considerando requerimientos de normalidad y ámbito laboral técnico-científico. Asimismo, cada una de las prácticas propuestas tiene el objetivo de plantear al alumno una herramienta que se encadena con algún tópico de la practica subsecuente y permite el desarrollo crítico y científico al llevar a cabo la experimentación. MANUAL DE SEGURIDAD E HIGIENE PARA EL LABORATORIO. Se generó el manual de seguridad e higiene exclusivo para el laboratorio en función de los equipos, tipo de prácticas y posibles riesgos, dicho manual engloba todos los aspectos mencionado, como evita los riesgos y si se llegan a presentar como actuar. IMPARTICIÓN DE CURSO. Se realizó la actualización de algunos de los profesores del laboratorio de materiales, se realizaron practicas piloto que permitieron en primera instancia saber cuál es el impacto de los protocolos elaborados dentro del programa de estudios, esta actividad permitió retroalimentar el planteamiento de la parte experimental. Asimismo, se tuvo retroalimentación con los comentarios de los alumnos que han participado dentro de esta actividad. MODIFICACIÓN DEL ÁREA FÍSICA. Se realizó la reconfiguración del espacio físico del laboratorio de metalografía, lo que permitió distribuir los equipos del laboratorio de acuerdo las temáticas propuestas en las prácticas. Asimismo. se configuró el espacio anexo al laboratorio donde se encuentran los equipos de inspección óptica que requieren de un ambiente diferente al laboratorio. ARTÍCULOS EN MEMORIAS Se presentaron un par de trabajos desarrollados a partir de los protocolos generados, esto permitió la retroalimentación de pares académicos además de evaluar la aceptación de los protocolos. En ese sentido consideramos que los resultados fueron satisfactorios, y que se seguirá trabajando en esta línea para mejorar permanentemente los protocolos desarrollados
metadata.dc.description.goalsAchieved: Para el primer año se tendrá Manual de Seguridad en los laboratorios del área de materiales. Manual de prácticas del laboratorio de materiales (Prácticas de la 1 a la 5) Curso de capacitación para profesores para las prácticas comprendidas de la 1 a la 5 Segundo Año Manual de prácticas del laboratorio de materiales (Prácticas de la 6 a la 10) Curso de capacitación para profesores para las prácticas comprendidas de la 6 a la 10 Tesis desarrollada en la implementación de un laboratorio de materiales Tercer Año Manual de prácticas del laboratorio de materiales (Prácticas de la 11 a la 15) Curso de actualización para profesores para las practicas comprendidas de la 11 a la 15
metadata.dcterms.provenance: Facultad de Ingeniería
metadata.dc.subject.DGAPA: Ingenierías
metadata.dc.type: Proyecto PAPIME
metadata.dc.contributor.coresponsible: JACOBO ARMENDAR, VICTOR HUGO
Aparece en las colecciones: 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

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