elaboraciÓn de materiales didÁcticos para la asignatura de
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ELABORACIÓN DE MATERIALES DIDÁCTICOS PARA LA ASIGNATURA DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS EN LA UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS
YERSON FERNEY NIÑO PANQUEVA
UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
DIVISIÓN DE INGENIERÍAS BOGOTÁ D.C., 2017
ELABORACIÓN DE MATERIALES DIDÁCTICOS PARA LA ASIGNATURA DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS EN LA UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS
YERSON FERNEY NIÑO PANQUEVA
Proyecto de Trabajo de Grado en la modalidad de Solución a un problema de Ingeniería para optar al título de Ingeniero Mecánico
DIRECTOR ING. MARCO ANTONIO VELASCO PEÑA
UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
DIVISIÓN DE INGENIERÍAS BOGOTÁ D.C., 2017
AGRADECIMIENTOS
Agradezco primero a Dios, por darme la fortaleza día a día para la culminación de este trabajo de grado.
A mi madre, ya que sin su lucha y tenacidad jamás hubiese podido alcanzar esta meta.
A mi hermana y mi hijo, por su apoyo incondicional.
Al Ingeniero Gilberto Quintero Mantilla, por su colaboración con los procedimientos y ensayos
Al Ingeniero Carlos Enrique Suarez Navas, por su colaboración en la fabricación de las probetas
Finalmente agradezco al Ingeniero Marco Antonio Velasco Peña a quien le debo gran parte de mis conocimientos, su apoyo incondicional hacía mí, por su paciencia y acompañamiento como asesor.
DEDICATORIA
Dedico este trabajo de grado a mis padres, quienes me apoyaron y alentaron siempre en este proceso. A mi hermana, quien fue un gran apoyo emocional, por último, pero no menos importante, a mi hijo Julio César, por ser él quien me motiva a salir adelante, a todos ellos gracias por permitirme lograr mi objetivo.
TABLA DE CONTENIDO
RESUMEN .............................................................................................................. 1
ABSTRACT ............................................................................................................. 2
1 INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 3
2 OBJETIVOS ...................................................................................................... 5
2.1 OBJETIVO GENERAL .................................................................................. 5
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ......................................................................... 5
3 MARCO REFERENCIAL ................................................................................... 6
3.1 ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS ................................................................. 6
3.1.1 Definición y clasificación de los ensayos no destructivos ..................... 6
3.1.2 Niveles de certificación ......................................................................... 9
3.2 ENCUESTA DE REQUERIMIENTOS DE FORMACIÓN POR PARTES INTERESADAS .................................................................................................... 9
3.2.1 Expectativas de empleadores .............................................................. 9
3.2.2 Expectativas de inspectores en ensayos no destructivos .................. 10
3.2.3 Expectativas de estudiantes de la Universidad Santo Tomás ............ 10
3.2.4 Análisis de los resultados de las encuestas ....................................... 10
3.3 FORMACIÓN EN ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS .................................. 13
3.3.1 Universidades en Colombia con laboratorios de ensayos no destructivos ........................................................................................................... 14
3.3.2 Syllabus ensayos no destructivos Universidad Santo Tomás ............ 14
3.3.3 Syllabus de la asignatura de ensayos no destructivos de la Universidad Nacional de Colombia ........................................................................ 17
3.3.4 Syllabus de la asignatura de ensayos no destructivos de la Universidad Industrial de Santander (UIS) ............................................................. 18
3.3.5 Elementos comunes de los syllabus de asignaturas de Ensayos no Destructivos ........................................................................................ 21
3.4 EL MODELO CDIO, UN ENFOQUE ESTRUCTURADO ............................ 22
3.5 METODOLOGÍA CDIO APLICADA A MATERIALES Y ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS ............................................................................................... 23
3.6 APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS ABP ...................................... 24
3.6.1 Generalidades del ABP ...................................................................... 25
3.6.2 Aprendizaje tradicional vs Aprendizaje basado en Proyectos ............ 25
3.6.3 El ABP desde el punto de vista del estudiante ................................... 26
3.6.4 El ABP desde el punto de vista de un profesor .................................. 27
3.7 El aprendizaje basado en preguntas .......................................................... 27
3.8 ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS .................................................................... 27
3.8.1 Guías didácticas y Procedimientos .................................................... 28
3.8.2 Cuestionarios en educación ............................................................... 28
3.8.3 Estrategias de enseñanza .................................................................. 29
3.9 APLICACIÓN DE ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS Y ABP EN EL PLANTEAMIENTO DE LAS GUÍAS DE APRENDIZAJE.................................... 30
4 EQUIPAMIENTO Y DISTRIBUCIÓN DEL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS EN LA UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS................................... 31
4.1 PROVEEDORES DE EQUIPOS Y MATERIALES PARA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS ............................................................................................... 31
4.2 EQUIPAMIENTO NECESARIO PARA LOS ENSAYOS ............................. 31
4.3 DISTRIBUCIÓN FÍSICA DEL LABORATORIO ........................................... 33
4.4 NORMAS DE SEGURIDAD Y REGULACIÓN APLICABLES ..................... 34
4.4.1 De los factores humanos .................................................................... 35
4.4.2 De las instalaciones y condiciones ambientales................................. 35
4.4.3 De los métodos de ensayo, de calibración y de la validación de los métodos ............................................................................................. 36
4.4.4 Equipos .............................................................................................. 37
4.4.5 Normas de seguridad y regulación aplicables .................................... 38
4.5 PRESUPUESTO ESTIMADO ..................................................................... 40
5 CONCLUSIONES ........................................................................................... 42
6 RECOMENDACIONES ................................................................................... 43
7 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................... 44
ANEXOS ............................................................................................................... 50
ANEXOS COMPETENCIAS ABET ....................................................................... 53
LISTA DE TABLAS
Tabla 1: Aplicación de etapas del CDIO en Ensayos no Destructivos .................. 23 Tabla 2: Aprendizaje tradicional vs Aprendizaje basado en proyectos .................. 25 Tabla 3: Elementos de seguridad y protección personal para el laboratorio de END en la Universidad Santo Tomás. ........................................................................... 39 Tabla 4: Tabla de costos de los equipos para el laboratorio de END .................... 40
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Inspección Visual .................................................................................... 6 Figura 2: Inspección por Líquidos Penetrantes ...................................................... 7 Figura 3: Partículas Magnéticas ............................................................................. 8
Figura 4: Inspección por Ultrasonido ...................................................................... 8 Figura 5: Encuesta ensayos no destructivos más utilizados en la industria. ........ 10 Figura 6: Encuesta ensayos no destructivos y su frecuencia de uso. .................. 11 Figura 7: las propiedades tenidas en cuenta a la hora de aplicar un ensayo. ...... 12 Figura 8: Importancia de los ensayos no destructivos para la industria. .............. 13
Figura 9: Implementación CDIO ........................................................................... 23 Figura 10: Distribución del laboratorio de END y Soldadura ................................ 33
Figura 11: Plano de Distribución del Laboratorio de END y Soldadura (Medidas en mm) ....................................................................................................................... 34
1
RESUMEN
El presente trabajo de grado tiene como objetivo la elaboración de materiales
didácticos, para la asignatura de Ensayos No Destructivos de la Universidad Santo
Tomás.
El programa de Ingeniería Mecánica de la Universidad Santo Tomás tiene bastante
reconocimiento a nivel nacional por la calidad de su programa. Por lo tanto, es de
gran importancia el desarrollo de actividades de aprendizaje y de materiales
didácticos los cuales facilitan el proceso de enseñanza por parte de los docentes y
crean el ambiente propicio para que los estudiantes se motiven a aprender.
También, es imprescindible que la Universidad implemente metodologías de
formación que hagan a los estudiantes más autónomos y responsables de su
proceso de aprendizaje.
Es por ello por lo que en el presente trabajo de grado se plantea el uso de guias
didácticas, de aprendizaje basado en proyectos, aprendizaje basado en problemas,
guías de aprendizaje para el manejo de temas como ensayos no destructivos, juntas
o uniones soldadas y discontinuidades presentes en procesos de soldadura. En
este trabajo, se elaboran materiales como: procedimientos para cada uno de los
ensayos propuestos, formatos de inspección, reportes de evaluación de resultados,
cuestionarios, planos de distribución para el laboratorio, reglamentación que aplica
para la implementación de un laboratorio de ensayos no destructivos en la
Universidad Santo Tomás, guías de laboratorio, cotizaciones y WPS de soldadura.
Con lo anterior, se busca facilitar la enseñanza de la asignatura de ensayos no
destructivos de la Universidad Santo Tomás y aprovechar los recursos disponibles
en la USTA, como son: Laboratorios de soldadura, metrología y ensayos
destructivos.
Palabras clave:
Material Didáctico, Aprendizaje autónomo, Ensayos no destructivos.
2
ABSTRACT
The objective of this dissertation is to prepare didactic materials for the subject of Non-Destructive Testing at Universidad Santo Tomás.
The program of Mechanical Engineering of Universidad Santo Tomás has a lot of national recognition for the quality of its program. Therefore, the development of learning activities and didactic materials is of great importance, which facilitates the teaching process by teachers and creates an appropriate environment for students to be motivated to learn. Also, it is essential that the university implements training methodologies that make students more autonomous and responsible for their learning process.
It is for this reason that the present dissertation considers the use of didactic guides, of project-based learning, problem-based learning, learning guides for handling topics such as non-destructive testing, joints or welded joints and discontinuities present in welding processes. In this work, elaborated materials are: procedures for each of the proposed tests, inspection formats, results evaluation reports, questionnaires, distribution plans for the laboratory, regulations that apply for the implementation of a non-destructive testing laboratory at Universidad Santo Tomás, lab guides, and welding WPS.
With the above, it seeks to facilitate the teaching of non-destructive testing at Universidad Santo Tomás and take advantage of the resources available in the USTA, such as: Welding, metrology and destructive testing laboratories.
Keywords:
Teaching Material, Autonomous Learning, Non-Destructive Testing.
3
1 INTRODUCCIÓN
El presente proyecto de trabajo de grado tiene como objetivo la elaboración de materiales didácticos para la asignatura de Ensayos no Destructivos en la Universidad Santo Tomás de Bogotá.
Actualmente, la asignatura de Ensayos no Destructivos cuenta con toda la explicación teórica necesaria, pero requiere identificar el material didáctico que facilite el aprendizaje de los estudiantes de manera práctica. Esto es importante tanto para los docentes como para los estudiantes, ya que la enseñanza de los ensayos no destructivos y las discontinuidades que se encuentran con estas técnicas, no logran ser explicadas ni entendidas completamente y de forma exitosa.
Para llevar a cabo este trabajo de grado, se diseñan elementos didácticos necesarios como guías de aprendizaje, formatos y probetas de soldadura con discontinuidades inducidas, proponiendo el desarrollo de cuatro ensayos no destructivos: Inspección Visual (VT), Líquidos Penetrantes (PT), Partículas Magnéticas (MT), Ultrasonido Convencional (UT). Mediante la elaboración de probetas de uniones soldadas con discontinuidades inducidas, se busca facilitar la detección y posterior evaluación de dichos defectos presentes en las soldaduras.
Las actividades de este trabajo de grado proponen al estudiante un aprendizaje autónomo. El docente estará presente para brindar una guía durante el desarrollo de las actividades para brindarle al estudiante orientación y asesoría permanente.
En este orden de ideas, en cuanto a la concepción pedagógica para llevar a cabo el presente trabajo de grado se utilizan metodologías de aprendizaje (CDIO), las cuales son muy importantes para el desarrollo de un aprendizaje exitoso. El CDIO es una metodología diseñada para la enseñanza en ingeniería, debido a que en la actualidad hay una nueva demanda por ingenieros más capaces e idóneos para competir en el mundo real, esta iniciativa se viene trabajando en diferentes partes del mundo, EE. UU., Europa, Canadá, Reino Unido, Asia y América latina. El CDIO busca que los graduados en ingeniería sean capaces de Concebir – Diseñar – Implementar – Operar sistemas complejos de ingeniería en un ambiente basado en proyectos que sea cercano al entorno en que se desempeñarán como profesionales.
Este trabajo de grado tiene como objetivo permitir que los estudiantes tengan acceso a conocimientos y habilidades básicos en la materia de Ensayos No Destructivos, de acuerdo con las especificaciones técnicas de las normas aplicables y cumpliendo con los procedimientos o rutas de trabajo. Se busca que los estudiantes adquieran los conocimientos necesarios para desempeñarse como Ingenieros Mecánicos, capaces de realizar labores de control calidad, mantenimiento predictivo, evaluación de estructuras, selección de materiales, realización de procedimientos, inspección de soldaduras, entre otras.
4
Para lograr entender la manera como se estructuro el documento a continuación, el primer objetivo se desarrolla en los capitulo: 3, los numerales 3.1; 3.3; 3.4; 3.5; 3.6. Para el segundo objetivo utilice el numeral: 3.2; 3.7 y los siguientes anexos: UT-G003; PT-G003; MT-G003; VT-G003; SNT-G003. Para el tercer objetivo se tuvo en cuenta los siguientes anexos: UT-P001; PT-P001; MT-P001; VT-P001 UT-F002; PT-F002; MT-F002; VT-F002; PSUT-R001; PSUT-R002; PSUT-R003; PSUT-R004; PSPT-R001; PSPT-R002; PSPT-R003; PSPT-R004; PSMT-R001; PSMT-R002; PSMT-R003; PSMT-R004; PSVT-R001; PSVT-R002; PSVT-R003; PSVT-R004; PS-I007; WPS-001; UT-I007; PT-I007; MT-I007; VT-I007. Finalmente, el último objetivo se desarrolló en el capítulo 4 y los anexos PL-001 y
UT-C001.
5
2 OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GENERAL
Elaborar Materiales Didácticos para la Asignatura de Ensayos no Destructivos de la Universidad Santo Tomás de Aquino (USTA).
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Diseñar actividades de formación en NDT considerando los contenidos de la asignatura, los equipos necesarios y metodologías de aprendizaje activo en ingeniería.
Elaborar guías de aprendizaje para los ensayos no destructivos de Ultrasonido, Inspección Visual, Líquidos Penetrantes, Partículas Magnéticas, basado en las normas ASME, API, AWS, para la asignatura de ensayos no destructivos.
Realizar la construcción de probetas (juntas soldadas) para la detección de discontinuidades por medio de ensayos no destructivos, en el espacio académico, utilizando los procedimientos previamente establecidos.
Proponer el equipamiento y distribución del laboratorio de ensayos no destructivos en la Universidad Santo Tomás, considerando normas de seguridad y regulación aplicables.
6
3 MARCO REFERENCIAL
A continuación, se presentan ensayos no destructivos, utilizados en la detección de discontinuidades presentes en la soldadura y los materiales, describiendo su metodología, fundamentos, principios físicos y elementos usados. Estos ensayos no destructivos son sobre los cuales se desarrollará la propuesta del curso que se hace en este trabajo de grado.
3.1 ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
3.1.1 Definición y clasificación de los ensayos no destructivos Los ensayos no destructivos son técnicas aplicadas a la inspección de productos acabados y semi-acabados para la detección de discontinuidades internas y superficiales a través de principios físicos, sin alterar o perjudicar la posterior utilización de inspeccionados [1, 2, 3, 4]. Entre los principales ensayos están:
Inspección visual: es probablemente el tipo de ensayo no destructivo más ampliamente utilizado. Es el más fácil de aplicar, muestra resultados rápidos y normalmente a un costo muy bajo [5, 6]. Usualmente una pieza antes de ser sometida a otro tipo de ensayo no destructivo debe ser inspeccionada visualmente [7]. Lo primero que se debe hacer es iluminar bien la zona a inspeccionar. La pieza se debe examinar directamente o a través de algún accesorio (lupa, espejo). Para realizar este ensayo solo se necesita buena iluminación y limpieza de la superficie [8]. Un requisito importante es conocer el proceso de fabricación, su historial respecto al servicio prestado y sus modos potenciales de falla. Es el método más adecuado para detectar discontinuidades superficiales.
Figura 1: Inspección Visual
Fuente: https://www.google.com.co/search?q=inspeccion+vis ual+ensayos+no+destructivos&source=lnms&tb
7
Líquidos Penetrantes: es un método utilizado para la detección de discontinuidades superficiales, siempre y cuando estas se encuentren abiertas a la superficie y el material no sea poroso [9]. La técnica consiste en la aplicación de un líquido penetrante sobre la pieza, el cual penetra en las discontinuidades por el principio de capilaridad, después se retira el exceso penetrante por medio de un líquido removedor y seguidamente se aplica un revelador [10, 11]. El líquido penetrante contenido en la discontinuidad será absorbido por el revelador y se hará visible sobre la superficie de la pieza indicando la presencia de una discontinuidad [12, 13]. La habilidad del líquido penetrante de fluir sobre la superficie y penetrar en las discontinuidades depende de: la limpieza de la superficie, la tensión superficial del líquido, ángulo de contacto del líquido, habilidad del líquido para mojar la superficie (mojabilidad), limpieza de la discontinuidad y tamaño de la abertura [14]. Las discontinuidades que se pueden encontrar con líquidos penetrantes son: discontinuidades superficiales, costuras, grietas, pliegues, porosidad y fugas [15].
Figura 2: Inspección por Líquidos Penetrantes
Fuente:
https://www.google.com.co/search?q=liquidos+penetrantes& espv=2&biw=667&bih=639&site=webhp&
Partículas magnéticas: es un método para la localización de defectos superficiales y sub-superficiales en materiales ferromagnéticos [16]. Su operación se basa en el hecho de que cuando la pieza es magnetizada las discontinuidades existentes causan un campo magnético el cual será detectado por medio de partículas ferromagnéticas, estas partículas serán atraídas por el campo magnético y se agruparán en torno del mismo indicando su localización, tamaño, forma y orientación. Las partículas magnéticas son aplicadas sobre la superficie de forma seca o húmeda en agua o aceite [17]. Algunas de las discontinuidades detectables por este método son: discontinuidades superficiales, costuras, grietas y pliegues.
8
Figura 3: Partículas Magnéticas
Fuente: https://www.google.com.co/search?q=pa rticulas+magneticas&espv=2&biw=667& bih=639&site=webhp
Ultrasonido: es un método en el cual, un grupo de ondas de alta frecuencia son enviadas mediante palpadores con ángulos de incidencia determinados hacia el material inspeccionado. Son utilizadas para detectar defectos internos y en algunas oportunidades superficiales [6]. Las ondas atraviesan el material y son reflejadas en la pantalla del dispositivo o escáner, este haz reflejado muestra picos que indican el tamaño, la profundidad y la localización exacta de las discontinuidades [18].
Figura 4: Inspección por Ultrasonido
Fuente: https://www.google.com.co/search?q=ultrasonido &espv=2&biw=667&bih=639&site=webhp&source=
9
3.1.2 Niveles de certificación
Es necesario que el personal responsable de realizar los ensayos no destructivos, este entrenado y calificado. Debe manejar los equipos, normas, procedimientos de cada ensayo, de acuerdo con los siguientes niveles de calificación [19, 20, 21, 22]. Estos requerimientos son los que justifican el desarrollo de esta propuesta de curso electivo para estudiantes de Pregrado de Ingeniería Mecánica.
A continuación, se describen los niveles de certificación en ensayos no destructivos:
Nivel 1. Las personas calificadas “Nivel 1” deben estar preparadas para realizar según instrucciones escritas, la calibración de los equipos, ejecutar los ensayos y evaluar los resultados [21].
Nivel 2. El personal calificado “Nivel 2” debe realizar las mismas funciones que el anterior nivel. Además, debe poder interpretar los ensayos con respecto a códigos y procedimientos. Debe preparar las instrucciones escritas y reportar los resultados del ensayo. Debe, encargarse de la capacitación para los niveles 1 [21].
Nivel 3. El personal calificado “Nivel 3” debe establecer técnicas, interpretar códigos, designar el método de ensayo y la técnica que se debe usar. También, debe tener una gran experiencia práctica en estas técnicas. Realizar procedimientos y es el único que puede calificar y certificar a los niveles anteriores “Nivel 1 y Nivel 2” [21].
3.2 ENCUESTA DE REQUERIMIENTOS DE FORMACIÓN POR PARTES INTERESADAS
Para definir los contenidos del curso de ensayos no destructivos, se realiza una encuesta a partes interesadas como diferentes empresas y personal capacitado que se encargan de realizar mantenimiento predictivo (Ensayos no Destructivos). Esto con el fin de conocer cuáles son para ellos los ensayos que más se utilizan en Colombia y por qué, las encuestas se encuentran en el anexo: EE-001.
3.2.1 Expectativas de empleadores
En las encuestas se encuentra que los empleadores buscan ensayos confiables y rápidos, con costos relativamente menores en cuanto a la disposición de los equipos y las zonas de trabajo. Según esto, los gerentes de las empresas coinciden en que los cuatro ensayos más requeridos por la industria actualmente son: Ultrasonido convencional, Partículas Magnéticas, Líquidos Penetrantes e Inspección Visual.
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3.2.2 Expectativas de inspectores en ensayos no destructivos
Los inspectores concuerdan en que los mismos cuatro ensayos anteriormente mencionados son los más usados, los de más fácil y rápida aplicación. Además, estos cuatro ensayos se complementan entre sí y ofrecen un campo bastante amplio en cuanto a la inspección de materiales y soldadura se refiere.
3.2.3 Expectativas de estudiantes de la Universidad Santo Tomás
Para los estudiantes de la Universidad Santo Tomás, es muy importante que la materia de ensayos no destructivos cuente con las herramientas necesarias para su total aprovechamiento y aprendizaje, ya que la industria metalmecánica está muy orientada a el mantenimiento predictivo de sus equipos, procesos y productos. También, los estudiantes esperan poder contar con la implementación de un laboratorio de ensayos no destructivos en la universidad Santo Tomás, para así llevar a cabo prácticas recomendadas y poder aterrizar los conceptos.
3.2.4 Análisis de los resultados de las encuestas
En el siguiente gráfico se muestra cuáles son los ensayos que más se utilizan en la industria. Se evaluó de 1-5 siendo 1 el que menos se utiliza y 5 el que más se utiliza.
Figura 5: Encuesta ensayos no destructivos más utilizados en la industria.
Fuente: Autor
5
5
5
5
3
0 1 2 3 4 5 6
1
Valoración
Ensa
yos
no
des
tru
ctiv
os
1
Radiografía Industrial 3
Inspección Visual 5
Partículas Magnéticas 5
Líquidos Penetrantes 5
Ultrasonido 5
Radiografía Industrial Inspección Visual Partículas Magnéticas Líquidos Penetrantes Ultrasonido
11
En la gráfica se muestra como la tendencia utilizar los mismos ensayos en la industria y el mercado siempre pide los mismos. También se aprecia que la radiografía ya no es tan solicitada como antes por motivos de seguridad y por tiempos.
En el siguiente grafico se muestra la frecuencia con que se utilizan estos ensayos en la industria, se evaluá de 1-5 siendo 1 el menos frecuente y 5 el más frecuente.
Figura 6: Encuesta ensayos no destructivos y su frecuencia de uso.
Fuente: Autor
La frecuencia con que se utilizan muestra el ensayo de inspección visual que es mandatorio en todos los mantenimientos predictivos. También, los ensayos de ultrasonido y líquidos penetrantes son lo que frecuentemente se utilizan, seguidos por partículas magnéticas y en último lugar la gammagrafía industrial.
En el siguiente grafico se muestran las propiedades tenidas en cuenta al momento de elegir un determinado ensayo. Se evalúa de 1 a 5 siendo 1 el menos relevante y 5 el más relevante.
5
5
3
5
1
0 1 2 3 4 5 6
Ultrasonido
Líquidos Penetrantes
Partículas Magnéticas
Inspección Visual
Radiografía Industrial
Valoración
Ensa
yos
no
des
tru
ctiv
os
UltrasonidoLíquidos
PenetrantesPartículas
MagnéticasInspección Visual
RadiografíaIndustrial
Series1 5 5 3 5 1
12
Figura 7: las características tenidas en cuenta a la hora de aplicar un ensayo.
Fuente: Autor
Dentro de las propiedades que se tienen en cuenta a la hora de implementar un ensayo no destructivo, se tiene en cuenta que los potenciales riesgos para la salud y lo que pide el mercado marcan la pauta a la hora de elegirlos. Los costos son lo siguiente que se debe tener en cuenta a la hora de elegir qué ensayo aplicar, ya que esto es un factor determinante cuando se habla de la rentabilidad de un proyecto. Por otra parte, los siguientes aspectos que se tienen en cuenta son: se necesita de poco personal para realizar el ensayo, no hay necesidad de parar las máquinas o los procesos y por último que sean muy fáciles de aplicar.
En el siguiente grafico se muestra la importancia para la industria de los ensayos no destructivos. Se evalúa de 1 a 5 siendo 1 el menos importante y 5 el más importante.
17%
13%
13%
22%
22%
13%
Costos
Fácil aplicación
No requiere horas de parada
No es un potencial riesgo parala salud
Es lo que actualmente pide elmercado
Poco personal para realizarlo
13
Figura 8: Importancia de los ensayos no destructivos para la industria.
Fuente Autor
Es claro que, para el desarrollo de la industria en Colombia, los ensayos no destructivos se consideran procedimientos indispensables ya que sin ellos no se podría garantizar la calidad de las estructuras y los productos a los clientes.
3.3 FORMACIÓN EN ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
La industria actual requiere profesionales en ingeniería con conocimientos en materiales y ensayos. Los Códigos, Especificaciones y Normas han ido evolucionando y actualmente es mandatorio realizar pruebas no destructivas en diferentes equipos y partes antes de ser liberadas. El curso que se desarrolla busca llevar los conocimientos a cada estudiante, de una manera práctica y aplicando la metodología de problemas para la industria y la vida real [23]. Sin embargo, también es necesario dar una mirada a la manera como otras instituciones académicas desarrollan la asignatura de ensayos no destructivos y los equipamientos con los que la desarrollan
UltrasonidoLíquidos
PenetrantesPartículas
MagnéticasInspección Visual
RadiografíaIndustrial
Series1 5 5 5 5 5
5 5 5 5 5
0
1
2
3
4
5
6V
alo
raci
ón
Ensayos no destructivos
14
3.3.1 Universidades en Colombia con laboratorios de ensayos no destructivos
Actualmente, existen en la mayoría de las universidades en Colombia laboratorios de Ensayos no Destructivos. Están diseñados de tal manera que faciliten al estudiante el aprendizaje y desarrollo de estas técnicas, las cuales son muy importantes para la detección de discontinuidades en las soldaduras y los materiales. Por otra parte, muchas empresas e institutos del país también cuentan con laboratorios de Ensayos no Destructivos, los cuales están diseñados en el caso de las empresas, para garantizar la calidad de los procesos que allí se realizan y los institutos, los utilizan para la formación y capacitación de personal técnico para el desarrollo de este tipo de actividades (Inspectores de Ensayos no Destructivos).
Mediante una búsqueda en internet, se pudo encontrar en el sitio web de las universidades, cuáles de ellas tienen laboratorio de ensayos no destructivos en Colombia.
Universidad Nacional de Colombia [24]
Universidad Libre [25]
Escuela Colombiana de Ingenieros [26]
Universidad Distrital [27]
Universidad del valle [28]
Universidad Pontificia Bolivariana [29]
Universidad Tecnológica de Pereira [30]
Universidad de Antioquia [31]
Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA) [32]
Universidad de la Salle [33]
Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia [34]
Universidad Industrial de Santander [35]
Universidad de los Andes [36]
Universidad EAFIT [37]
3.3.2 Syllabus ensayos no destructivos Universidad Santo Tomás
Fundamentos En Ensayos No Destructivos, trata los métodos y técnicas de pruebas no destructivas más utilizados (Ultrasonido, Tintas Penetrantes, Radiografía Industrial, Partículas Magnéticas, Inspección Visual) en la industria de petroquímica y generación de energía en general. La cátedra se asocia directamente a conocimiento de materiales y soldadura, aplicación de Códigos, Especificaciones y Normas para la vida real en problemas reales de campo [23] [38].
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3.3.2.1 Objetivos
Evaluar piezas mediante Ensayos No Destructivos
Conocer de forma adecuada procesos de soldadura para aplicaciones específicas
Contemplar de acuerdo con ASNT y esquema de certificación, la posibilidad de optar por una calificación internacional en algún método no destructivo (De acuerdo con cumplimiento de requisitos)
Realizar esquemáticamente planes de integridad en la industria petroquímica
Conocer criterios de aceptación/rechazo en Códigos y Especificaciones como ASME IX, API 1104, API 650, API 653, AWS 1.1, AWS D1.5, AWS D 14.1
3.3.2.2 Contenido programático
Unidad 1
Programa
Bibliografía
Metodología
Evaluación
Introducción a los END
Unidad 2
Materiales
Procesos de Soldadura SMAW
Procesos de Soldadura GMAW, GTAW, FCAW
Defectología en Uniones Soldadas
Unidad 3
INSPECCIÓN VISUAL
Inspección visual directa y remota
Propiedades de la luz
Manejo de galgas en soldadura
Procedimientos de soldadura
Calificación de soldadores
Criterios de Aceptación/Rechazo basado en Códigos y Normas
Unidad 4
ENSAYO POR LÍQUIDOS PENETRANTES
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Introducción
Propiedades de los fluidos
Tipos y Métodos de Líquidos Penetrantes
Mecanismos de revelado
Criterios de Aceptación/Rechazo
Selección de métodos y técnicas
Teoría de materiales fluorescentes
Ensayo por líquidos penetrantes
Laboratorio de líquidos penetrantes: aplicación en uniones soldadas
UNIDAD 5
ENSAYO POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS
Introducción
Dominios magnéticos
Clasificación de materiales magnéticos
Campos Magnéticos
Curva de Histéresis
Métodos de magnetización
Corriente directa y Corriente Inversa en magnetización
Aplicación a la Industria
Criterios de Aceptación/rechazo basados en Códigos y Normas
Diferencias entre Líquidos Penetrantes y Partículas Magnéticas
Desarrollo de problema real en escogencia de métodos y técnicas PT y MT
Laboratorio
UNIDAD 6
ENSAYO POR ULTRASONIDO INDUSTRIAL
Introducción
Tipos de ondas
Elementos piezoeléctricos
Ley de Snell y otras ecuaciones fundamentales
Ultrasonido por inmersión
Medición de espesores
Ultrasonido en uniones soldadas
Ultrasonido avanzado
Simulaciones en Software especializado
Calibración de equipos
Criterios de Aceptación/rechazo de acuerdo con Códigos y Normas aplicables
Parcial
Entrega de Proyectos Finales
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3.3.2.3 Metodología
Las clases de la cátedra se desarrollan de forma teórico/práctica. El uso de equipos reales apoyados con criterios de aceptación/rechazo de códigos reales utilizados en la industria, dinamizan el ambiente de aprendizaje. Se busca simular la problemática de campo real por ello se realizan problemas con materiales que han sido prestados por la industria para llevar a cabo los laboratorios de los diferentes END [23].
3.3.3 Syllabus de la asignatura de ensayos no destructivos de la Universidad Nacional de Colombia
3.3.3.1 Objetivos
Conocer las técnicas de ensayos no destructivos más importantes empleadas para la detección de defectos, las cuales son una de las herramientas para garantizar la calidad de los productos, materiales y equipos, para prevenir accidentes, asegurar vidas humanas [39].
3.3.3.2 Contenido programático
Definición de los ensayos no destructivos, generalidades
Técnicas y aplicación
Seguridad industrial
Inspección Visual
Fundamentos
Defectos: clasificación, geometría y efectos sobre el material
Aplicaciones y generalidades
Inspección por líquidos penetrantes
Fundamentos
Clasificación de las tintas penetrantes
Aplicaciones y generalidades
Inspección por partículas magnéticas
Fundamentos
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Principios físicos
Defectos
Aplicaciones y generalidades
Radiografiá Industrial
Fundamentos
Defectos: clasificación, origen y características
Interacción de la radiación en la materia, detección y medida de la radiación
los efectos bilógicos de la radiación
Ultrasonido
Fundamentos
Instrumentos ultrasónicos de Pulso-eco
Defectos
Técnicas y generalidades
Otras técnicas de ensayos no destructivos
Corrientes de EDDY
Termografía
Emisión acústica
Avances y técnicas recientes
3.3.4 Syllabus de la asignatura de ensayos no destructivos de la Universidad Industrial de Santander (UIS)
3.3.4.1 Objetivo de la materia
Comprender los principios de los procesos de obtención, manufactura y deterioro de materiales, las características y propiedades de los productos obtenidos y los defectos asociados a los mismos [40].
Comprender los principios de la evaluación no destructiva de materiales [40].
Proponer, ejecutar y controlar sistemas de calidad de procesos y productos basados en ensayos no destructivos [40].
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3.3.4.2 Introducción
Generalidades sobre ensayos no destructivos
Defectos en materiales y piezas
3.3.4.3 Técnicas no destructivas para detección de discontinuidades superficiales y sub superficiales en materiales
Inspección visual • Fundamentos y alcances de la técnica. • Generalidades sobre la visión y la luz • Instrumentos. Normas. Procedimientos de Ensayo. • Otras técnicas asociadas
Líquidos penetrantes • Principios • Pasos operativos. • Características. • Materiales y equipos empleados • Normalización • Clasificación de los sistemas penetrantes según normas. • Características aplicaciones y usos • Selección de un sistema de líquidos penetrantes • Interpretación de resultados. Registros. Informes. • Sensibilidad. Patrones. • Otros ensayos con líquidos permanentes.
Partículas magnéticas
• Generalidades (Propiedades magnéticas y campos magnéticos) • Principio en que se fundamenta la técnica. Pasos operativos. • Características. • Técnicas de magnetización. Equipos. • Medio indicador. Clases. Características. • Normas. Cálculos en partículas magnéticas. • Procedimientos • Sensibilidad. Patrones • Interpretación de indicadores. Clasificación de indicadores. Registros. • Desmagnetización • Otras técnicas no destructivas con partículas magnéticas
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3.3.4.4 Técnicas no destructivas para detección de discontinuidades internas en materiales
Radiografía industrial
• Fundamentos en que se basa la técnica. Aplicaciones. Limitaciones. • Radiaciones electromagnéticas x y gamma. Fuentes electromagnéticas x
y gamma. • Medios de registro de las radiaciones. Clasificación. Procesamiento
químico Curva característica. Utilidades. Aplicaciones. • Interacción de las radiaciones con la materia. Efecto fotoeléctrico,
Compton, Formación de Pares. Atenuación de las radiaciones. • Principios geométricos de la radiografía industrial, La penumbra
geométrica. Factores • Efectos de las radiaciones sobre los seres vivos. Seguridad radiológica.
Unidades • Factores que afectan la exposición. Diagramas, manejo y construcción. • Calidad radiográfica. Indicadores de Calidad de imagen. Evaluación
radiográfica. Normas • Radiación dispersa. Sistemas para reducirla • Detección de las radiaciones ionizantes Equipos • Otras técnicas con radiación ionizante. • Aplicaciones no convencionales de la técnica radiográfica.
Ultrasonido
• Generalidades de la técnica. • Ondas ultrasónicas. Tipos, características. Aplicaciones. • Algunas variables en la inspección ultrasónica. • Formación del haz ultrasónico. Atenuación. Absorción. Dispersión. • Interpretación de indicaciones • Equipos empleados en el ensayo. Visualización de señales. • Transductores. Construcción. Usos. • Modo de inmersión. Características. • Calibraciones. Bloques de calibración Normas • Aplicaciones no convencionales • Otras técnicas
3.3.4.5 Otros ensayos no destructivos
Paralelamente con el desarrollo de la parte teórica se llevará a cabo la parte práctica de la asignatura, la cual consiste en la realización de pruebas de laboratorio sobre
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piezas de entrenamiento y piezas problema suministradas, previo conocimiento y manejo adecuado de materiales y equipos existentes en el laboratorio [40].
3.3.4.6 Metodología
Se realizará el trabajo de acompañamiento directo al estudiante y el apoyo al trabajo independiente y se utilizarán las estrategias de enseñanza en función del conocimiento, habilidades, actitudes y valores que se desarrollarán en el curso, garantizando autoaprendizaje, aprendizaje colaborativo, e interacción con el medio [40]. Entre las estrategias que puede seleccionar están:
Elaboración de informe técnicos
Exposición con preguntas intercaladas.
Trabajo colaborativo para construcción de conceptos.
Lectura comprensiva de textos
Composición de textos.
Talleres.
Demostraciones en laboratorio
Entrenamiento sobre procesos y equipos utilizando software de simulación.
3.3.5 Elementos comunes de los syllabus de asignaturas de Ensayos no Destructivos
En los syllabus descritos anteriormente se pueden identificar elementos en común:
Los objetivos de todos los programas de la asignatura de ensayos no destructivos tienen como fin común el dar a conocer al estudiante la manera en que se realizan los ensayos, los diferentes materiales y procesos que requieren la implementación de estas técnicas para garantizar su calidad, las normas que se utilizan y los procedimientos para la aplicación de los ensayos no destructivos.
Las metodologías son muy similares y buscan poner en contexto a los estudiantes de la realidad de la industria y la manera en que los ensayos no destructivos contribuyen al desarrollo del país.
Dentro de los diferentes programas de cada universidad se contemplan los mismos cuatro ensayos no destructivos: Ultrasonido, Líquidos Penetrantes,
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Partículas Magnéticas, Inspección Visual y en todas excepto la Universidad Santo Tomás, se realiza Radiografiá Industrial y otros ensayos como Termografía y Corrientes de EDDY.
3.4 EL MODELO CDIO, UN ENFOQUE ESTRUCTURADO Una vez identificados los contenidos del curso y la importancia relativa de estos, es necesario considerar la metodología que se usará para el desarrollo de la asignatura. Considerando que la Facultad de Ingeniería Mecánica de la USTA se sujeta a la pedagogía problémica, el enfoque CDIO se usará para plantear las actividades del curso [41].
El modelo CDIO, significa Conceive, Design, Implement and Operate (concebir o crear, diseñar, implementar y operar) está orientado a trasladar al currículo las necesidades de formación en ingeniería. Estas actividades constituyen un ciclo que, de acuerdo con lo propuesto por los autores de esta metodología, debe constituirse en la espina dorsal de la formación de los futuros ingenieros. Es importante indicar que CDIO es una guía general, que cada institución debe implementar de acuerdo con sus características y la cultura universitaria particular. En lo estructural, la implementación del modelo CDIO supone abordar dos aspectos fundamentales: qué enseñar y cómo enseñarlo. En relación con el currículo, es decir, qué enseñar, el modelo propone un plan de estudios: el CDIO syllabus. En relación con la didáctica e implementación (el cómo enseñar), se creó un cuerpo de lineamientos, los CDIO standards. Para tener una mirada general de ambos instrumentos, se presenta en la figura 9 un esquema que sintetiza los procesos a seguir [41] [42].
Concebir: Consiste en elaborar experiencia de los materiales de tal manera que se mejore la enseñanza basada en problemas prácticos, para que los estudiantes puedan tener un aprendizaje más fluido [41] [43].
Diseñar: Evaluación de los resultados obtenidos en la fase de concebir y el desarrollo de recomendaciones con respecto a la selección de los materiales, mediante el entrenamiento en el uso adecuado de Procedimientos [41] [43].
Implementar: Esta etapa consiste en la realización o ejecución de la fase de concebir. Para la ciencia de los materiales esta es la etapa más difícil porque para la transformación y fabricación se requiere equipos costosos que no encajan fácilmente en la enseñanza [41] [43].
Operar: En esta fase las actividades están estrechamente relacionadas con la producción y la empresa. Las actividades de aprendizaje en esta fase se incluyen prácticas de laboratorio, estudio y caracterización de suministros industriales de materiales y técnicas de fabricación moderna para productos en el mercado [41] [43].
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Figura 9: Implementación CDIO
Fuente: Morales [41]
3.5 METODOLOGÍA CDIO APLICADA A MATERIALES Y ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
La metodología CDIO está diseñada con el fin de que los proyectos de los estudiantes sean complementados mediante prácticas que brinde experiencias de aprendizaje en clase, talleres y laboratorios. También, pretende educar futuros ingenieros preparados para liderar el mercado [41] [43]. En la tabla a continuación, se muestra cómo se considera que las diversas etapas del CDIO se pueden aplicar al curso de ensayos no destructivos.
Tabla 1: Aplicación de etapas del CDIO en Ensayos no Destructivos
ETAPAS DEL CDIO
ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
ACTIVIDADES Y EJEMPLOS DE APRENDIZAJE
Concebir Identificación de los procedimientos y materiales para los ensayos
Caracterización de discontinuidades, realización de procedimientos, modelo de laboratorio de END, prácticas de laboratorio
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ETAPAS DEL CDIO
ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
ACTIVIDADES Y EJEMPLOS DE APRENDIZAJE
Diseñar Selección de la prueba
Diseño de las probetas de juntas soldadas
Especificación de materiales usados, insumos de las pruebas selección de materiales de las probetas
Análisis de resultados
Selección de materiales
Selección de la prueba
Implementar Realizar ensayos no destructivos
Fabricación
Cooperación
Laboratorios especializados en END
Operar Interpretar resultados
Fallas en materiales para determinar posibles
Discontinuidades inherentes al material, por servicio y por procesos
Ensayos no Destructivos
Análisis por END de posibles fallas, por diferentes discontinuidades presentes en el material.
Fuente: Autor La iniciativa CDIO, representa una interesante alternativa para rediseñar los cursos de tal forma que involucren al estudiante con la aplicación de los conceptos teóricos en la práctica, y que aprovechen sus estilos y disposiciones particulares para aprender en un entorno de trabajo interdisciplinar y con un enfoque activo como el aprendizaje basado en proyectos o el aprendizaje cooperativo [41] [42].
3.6 APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS ABP
El Aprendizaje Basado en Proyectos es una estrategia que busca mejorar la enseñanza por parte de los profesores y el aprendizaje de los alumnos. La idea es,
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partiendo de un problema real, poner a los estudiantes trabajar en equipo y buscar la solución. También, hacer que todas las materias aporten su parte en la solución de dicho problema como si se tratara de un proyecto integrador [44]. En este caso, se busca que el curso se desarrolle mediante actividades que motiven el aprendizaje por lo que se describen algunas generalidades del ABP que pueden ser usadas en este caso.
3.6.1 Generalidades del ABP
El objetivo del método ABP consiste en mejorar la calidad de la educación, lo que se busca es el planteamiento de una acción donde los estudiantes identifiquen el qué, quién, cómo, cuánto, alternativas, resultados y no solamente solucionar un problema [44].
El ABP, debe producir cambios en los estudiantes y la manera como se realiza su aprendizaje. Además, los problemas deben ser complejos para que requieran la colaboración de todo el grupo y los docentes [44].
Al utilizar ABP, se inicia un proceso en el que los alumnos no solo aprenden contenidos, sino que también aplican competencias como la comunicación, el trabajo en equipo, el emprendimiento. Todo ello como punto de partida para la adquisición de nuevos conocimientos pues el ABP hace necesaria la investigación formativa [44].
3.6.2 Aprendizaje tradicional vs Aprendizaje basado en Proyectos
En el aprendizaje tradicional el alumno es un espectador y el profesor es el experto, mientras que en el aprendizaje basado en proyectos el conocimiento lo determina el proyecto, el alumno es parte importante del proceso y el profesor hace el papel de tutor o guia [44].
Tabla 2: Aprendizaje tradicional vs Aprendizaje basado en proyectos
Proceso de aprendizaje tradicional Proceso de aprendizaje basado en proyectos
El profesor asume el rol de experto El profesor es una guia, un tutor, un asesor
El profesor es un transmisor La responsabilidad es de los alumnos en su aprendizaje
Material de exposiciones de acuerdo con el profesor
Los materiales de exposiciones son de temas abiertos, se presentan problemas reales
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Proceso de aprendizaje tradicional Proceso de aprendizaje basado en proyectos
Los alumnos son solo receptores Los alumnos son personas autodidactas
La comunicación es unidireccional, es decir del profesor hacia los estudiantes
Los alumnos trabajan en equipos y trabajan en conjunto con el docente
Los alumnos memorizan la información para pruebas o exámenes
Los alumnos participan en la discusión de los temas y resuelven problemas
Se obliga a competir Los alumnos cooperan entre ellos
Siempre se busca tener éxito en los exámenes, buscando la respuesta correcta
Los alumnos no buscan solo la respuesta correcta, sino que se plantean otras preguntas, otras alternativas para tomar mejores decisiones
El profesor es el único evaluador Los estudiantes evalúan su propio proceso junto con los demás miembros del equipo
Fuente: Morales [45]
3.6.3 El ABP desde el punto de vista del estudiante
En el Aprendizaje Basado en Proyectos el alumno pasa, de ser un espectador, a convertirse en un elemento fundamental en el aprendizaje junto con las siguientes actitudes [44].
Ser responsable de su aprendizaje.
Compartir y recopilar información de su grupo.
Interactuar con los demás grupos para solucionar conflictos que se puedan dar.
Tener en cuenta siempre la opinión de los demás para facilitar el intercambio de ideas.
Buscar de manera autónoma la información, ser capaz de comprenderla, aplicarla y en el caso necesario poder pedir ayuda cuando la necesite.
Disponer de todas las herramientas necesarias para su aprendizaje.
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3.6.4 El ABP desde el punto de vista de un profesor
Típicamente un proyecto de curso se puede ejecutar en un periodo de tiempo corto, medio o largo. Una lección del ABP puede considerarse como una unidad de estudio desde el punto de vista del profesor [44].
Tiene contenido y propósitos auténticos, con un énfasis mayor en pensamiento de orden superior y en relación de problemas.
Utiliza la evaluación autentica, el profesor actúa como facilitador (pero el profesor es más un “guía a un lado” que un “sabio en el escenario”).
Tiene metas educativas explicitas, está arraigado con el constructivismo (una teoría de aprendizaje social).
Está diseñado para facilitar la transferencia de aprendizaje.
3.7 El aprendizaje basado en preguntas
Los profesores que utilizan el aprendizaje basado en preguntas tienen una mayor posibilidad de transmitir sus experiencias, esto es bastante importante ya que implica que los estudiantes estén en constante pensamiento científico y descubriendo nuevos conocimientos. Esta herramienta es generalmente utilizada en la educación científica, la cual permite dar un enfoque a los estudiantes a aprender sobre la generación y comprobación de hipótesis como en el método científico [44].
En el desarrollo de este curso se usa la formación basada en preguntas mediante el uso de cuestionarios en las guías de aprendizaje.
3.8 ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS
Las estrategias didácticas son un conjunto de situaciones, actividades y experiencias a partir del cual el docente traza el recorrido pedagógico que necesariamente deberán transitar sus estudiantes junto con él para construir y reconstruir el propio conocimiento, ajustándolo a demandas socioculturales del contexto [46].
Por lo tanto, de manera general, las estrategias de aprendizaje son una serie de operaciones que el estudiante lleva a cabo para aprender con las cuales puede planificar y organizar sus actividades de aprendizaje. Las estrategias de enseñanza se refieren a las utilizadas por el profesor para mediar, facilitar, promover, organizar aprendizajes, esto es, en el proceso de enseñanza. A continuación, se mencionan las estrategias didácticas más utilizadas para la enseñanza y aprendizaje [46].
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3.8.1 Guías didácticas y Procedimientos
Las guías didácticas son documentos que sirven de apoyo tanto para el docente como para el alumno. Su principal objetivo consiste en presentar al estudiante toda la información que este requiere para el entendimiento de la asignatura o tema en específico, integrándolo con elementos didácticos para orientar metodológicamente al estudiante en su aprendizaje independiente.
Otras de las funciones de las guías didácticas consisten en motivar al estudiante a mantener su atención e interés en los temas durante el proceso de aprendizaje, aclarar las dudas que puedan llegar a obstaculizar este proceso. Fomentar el trabajo en equipo e impulsar la habilidad de la organización de estudio. Por otro lado, estimular la creatividad, habilidades de pensamiento lógico y el aprendizaje autónomo.
La elaboración de estas guías didácticas debe responder a estas preguntas: ¿para qué? ¿qué aprender? ¿cómo? ¿qué hacer? ¿qué usar? ¿cuándo? Siendo estos los objetivos, el contenido, la metodología, las actividades, los recursos didácticos y el tiempo, respectivamente. Estas guías son la muestra propia de la metodología de enseñanza propia del docente quien es el que promueve los aprendizajes significativos a los estudiantes. También los procedimientos o guias, buscan que la información sea lo más precisa y acertada a la hora de abordar un determinado tema. [47]
Por tanto, se necesita unos procedimientos a seguir para elaborar una actividad, todo ello facilita la comprensión de los contenidos más difíciles para los estudiantes, y a estar disponible en cualquier momento, permite al estudiante recurrir a él cuando desee y tantas veces como sea necesario. Hoy en día los Procedimientos, guias o tutoriales se han convertido en uno de los mejores recursos educativos, independientemente de cuál sea la especialidad en la que se aplique [47].
3.8.2 Cuestionarios en educación
El cuestionario es un género escrito que pretende acumular información por medio de una serie de preguntas, sobre un tema determinado y así poder diagnosticar el grado de entendimiento y manejo por parte del estudiante. De tal manera que, se puede afirmar que es un instrumento de evaluación que se utiliza para cuantificar y comparar la información recolectada. Como herramienta, el cuestionario es muy común en todas las áreas de estudio de la educación, porque resulta ser una forma no costosa de investigación, que permite llegar a un mayor número de participantes y facilita el análisis de la información que se está evaluando. Por ello, este género textual es uno de los más utilizados por los docentes a la hora de evaluar a los estudiantes.
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3.8.3 Estrategias de enseñanza
Una estrategia es un conjunto de acciones que se llevan a cabo para lograr un determinado fin. Por lo tanto, las estrategias de enseñanza y aprendizaje son herramientas que se les da a los alumnos para que reflexionen sobre su propia manera de aprender, con el fin de mejorar los procesos cognitivos. Se pueden clasificar en tres partes y son: Pre instruccionales, Construccionales, Post instruccionales [47].
Las Pre instruccionales se basan en preparar al estudiante con relación a qué y cómo va a aprender. Por otro lado, las estrategias Construccionales las cuales apoyan durante el proceso mismo de enseñanza detectan la información principal, la atención y motivación. Dentro de estas estrategias se encuentran las ilustraciones, mapas conceptuales, analogías y las actividades del proyecto que realizan los estudiantes. Por último, las estrategias Post instruccionales evalúan el aprendizaje, dentro de estas estrategias se encuentran las preguntas intercaladas, resúmenes, y evidencias de producto como reportes, formatos diligenciados, rutas de trabajo [47].
Por lo tanto, la labor del docente entra a jugar un papel muy importante para mejorar la enseñanza, igualmente la labor del docente en el proceso de aprendizaje se basa en guiar, orientar [47].
En este orden de ideas, existen métodos de enseñanza que van relacionados con: el método de enseñanza individualizado, el método de enseñanza de socialización, y el método de enseñanza globalizado. El método de enseñanza individualizado se centra en las necesidades particulares del estudiante, como inquietudes, conocimientos previos, las estrategias o metodologías de enseñanza. El método de enseñanza de socialización se centra en la dimensión social del proceso didáctico, donde se pueden incluir modelos de enseñanza como el método tradicional, estudios de caso, el seminario o trabajo colaborativo. El método de enseñanza globalizado reúne los métodos que abordan la realidad de manera interdisciplinaria, también se encuentran la resolución de problemas o el trabajo basado en proyectos [47].
De acuerdo con lo anterior, existen métodos y técnicas de enseñanza centradas en: El profesor, el estudiante, el desempeño, el grupo, el objeto de conocimiento. El método de enseñanza centrado en el profesor consiste en que el docente es el centro de aprendizaje, como experto y como informante de los receptores que son los estudiantes. El método que se centra en el estudiante se basa en los conocimientos, ellos buscan desarrollar un pensamiento crítico, el aprendizaje colaborativo o autoaprendizaje. El método del desempeño consiste en buscar vincular los conocimientos con la práctica, y desarrollar las competencias educativas. El método referente al grupo consiste en intentar motivar y hacer más atractivo el aprendizaje, se comparte la información, se discute y se determina el conocimiento del tema siempre en grupo. El método del objeto del conocimiento se
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basa en establecer relaciones de causa- efecto en el aprendizaje, de modo que se compare, comprenda y evalué la información [47].
3.9 APLICACIÓN DE ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS Y ABP EN EL PLANTEAMIENTO DE LAS GUÍAS DE APRENDIZAJE
Para realizar las guias de aprendizaje, lo primero que se tiene en cuenta es el
programa académico o syllabus, el núcleo del programa, la asignatura para la que
se diseña la guia, el nombre del proyecto, el nombre de la actividad de formación,
la metodología de enseñanza, los equipos y maquinaria necesaria para su
implementación. También, se busca que los estudiantes mediante estas guias
hagan un autodiagnóstico de las bases de conocimiento que poseen frente al tema
desarrollado, luego mediante actividades de fundamentación (Etapa pre
instruccional) se da inicio al proceso de aprendizaje (Etapa coinstruccional),
finalmente las actividades de evaluación (Etapa post instruccional) permiten al
docente conocer el grado de aprendizaje obtenido por los estudiantes.
Los procedimientos se hicieron teniendo en cuenta la mejor manera en que los
estudiantes logran seguir un paso a paso una hoja de ruta para la realización de
los ensayos no destructivos.
Los formatos también están diseñados para que sean fáciles de entender y de
diligenciar por parte no solo de los estudiantes, sino de cualquier persona que los
utilice.
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4 EQUIPAMIENTO Y DISTRIBUCIÓN DEL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS EN LA UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS
La propuesta de implementación del laboratorio de ensayos no destructivos de la Universidad Santo Tomás se hace en el lugar donde actualmente queda ubicado el laboratorio de soldadura Edificio Calatayud Cuarto piso. Esto con el fin de lograr que en la misma área donde se realiza la práctica de soldadura, se lleven a cabo los ensayos no destructivos. Se plantea, además, que los equipos necesarios para los ensayos se puedan almacenar en dicho laboratorio. Para esto se hace un estudio de mercado de los equipos a adquirir y una propuesta de distribución del laboratorio.
4.1 PROVEEDORES DE EQUIPOS Y MATERIALES PARA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
Algunos de los proveedores de equipos y materiales para realizar ensayos no destructivos son los siguientes:
INDUTECSA, proveedores de equipos para detección de fallas por ultrasonido, Partículas magnéticas, Inspección Visual, Líquidos Penetrantes, palpadores, yokes, gel, Partículas Fluorescentes, Tintas Fluorescentes medidores de espesor, kits de calibración, entre otros [48].
OLYMPUS, Proveedores de equipos para ultrasonido y componentes. OmniScan MX2 [49].
General Electric, equipo de ultrasonido [50].
Magnaflux, equipos para inspección por partículas magnéticas [51].
Testekndt Colombia, equipos para inspección por Partículas Magnéticas [52].
ART-TECH, galgas para inspección visual de soldaduras [53].
Sager, líquidos penetrantes, consumibles y accesorios [54].
4.2 EQUIPAMIENTO NECESARIO PARA LOS ENSAYOS
A continuación, se lista el equipamiento necesario para los cuatro ensayos que son objeto de estudio en la electiva:
Inspección Visual
Líquidos Penetrantes
Partículas Magnéticas
Ultrasonido Convencional
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Inspección visual:
Galgas para soldadura
Escalímetros
Pie de rey
Micrómetros
Compases de muelles
Alargues telescópicos
Galgas para roscas
Lupas
Espejos
Endoscopios
Lampara de luz negra
Indicador luxómetro
Líquidos Penetrantes:
Limpiador
Penetrante tipo I y II
Revelador
Trapos para limpieza
Lampara de luz negra
Cronometro
Cepillo de alambre
Estopa o papel
Luxómetro
Partículas Magnéticas:
Partículas Magnéticas secas y húmedas
Yugos electromagnéticos de corriente alterna y directa
Lampara de luz UV
Bloque para probar la magnetización
Indicadores de campo magnético
Tubo centrífugo
Medidores de luz negra
Desmagnetizador
Ultrasonido Convencional:
Palpadores
Bloques de calibración
Acoplantes
Equipo de Ultrasonido
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Medidores de espesores
Reglas
Pie de rey
4.3 DISTRIBUCIÓN FÍSICA DEL LABORATORIO
En el espacio donde se encuentra ubicado el laboratorio de soldadura, se requiere colocar mesas y gabinetes para guardar los equipos, materiales didácticos y herramientas para realizar los ensayos no destructivos. La distribución del espacio físico del laboratorio de Soldadura se muestra a continuación.
Figura 10: Distribución del laboratorio de END y Soldadura
Fuente: Juan Felipe Caro
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Figura 11: Plano de Distribución del Laboratorio de END y Soldadura (Medidas en mm)
Fuente: Autor
4.4 NORMAS DE SEGURIDAD Y REGULACIÓN APLICABLES
Considerando que un laboratorio de ensayos no destructivos debe ceñirse a ciertas pautas genéricas para todo laboratorio como la norma NTC-ISO/IEC 17025: Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y calibración (primera actualización) [55] se tomará en cuenta que muchos factores determinan la exactitud y la confiabilidad de los ensayos y/o de las calibraciones realizadas por un laboratorio, en este trabajo de grado se tienen en cuanta los requerimientos técnicos y físicos que la norma exige para la implementación de un laboratorio de ensayos no destructivos en la Universidad Santo Tomás sede principal Bogotá. Estos factores incluyen elementos provenientes de [55]:
los factores humanos
las instalaciones y condiciones ambientales
los métodos de ensayo y de calibración y de la validación de los métodos
los equipos
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4.4.1 De los factores humanos
La dirección del laboratorio en la Universidad Santo Tomás debe asegurar la competencia de todos los que operan equipos específicos, realizan ensayos y/o calibraciones, evalúan los resultados y firman los informes de ensayos y los certificados de calibración. Cuando se emplea personal en formación, debe proveer una supervisión apropiada. El personal que realiza tareas específicas en el laboratorio de ensayos no destructivos de la Universidad Santo Tomás debe estar calificado sobre la base de la educación, una formación, una experiencia apropiadas y/o de habilidades demostradas, según sea requerido [55].
En algunas aéreas técnicas (por ejemplo, los ensayos no destructivos), puede requerirse que el personal que realiza ciertas tareas posea una certificación de personal. El laboratorio en la Universidad Santo Tomás es responsable del cumplimiento de los requisitos especificados para la certificación de personal. Los requisitos para la certificación del personal pueden ser reglamentarios, estar incluidos en las normas para el campo técnico específico, o ser requeridos por el cliente [55].
El laboratorio debe estar en la capacidad de mostrar los respectivos certificados y calificaciones del personal encargado del manejo del laboratorio, así como facilitar el proceso de recertificación del personal cuando la situación lo amerite. También, el laboratorio está en todo el derecho de prohibir el manejo de los equipos a personal que no cuente con los certificados reglamentarios.
4.4.2 De las instalaciones y condiciones ambientales
Las instalaciones de ensayos y/o de calibraciones del laboratorio de ensayos no destructivos en la Universidad Santo Tomás, incluidas las fuentes de energía, la iluminación y las condiciones ambientales, deben facilitar la realización correcta de los ensayos y/o de las calibraciones [55].
El laboratorio de ensayos no destructivos de la Universidad Santo Tomás debe asegurarse de que las condiciones ambientales no invaliden los resultados ni comprometan la calidad requerida de las mediciones. Se deben tomar precauciones especiales cuando el muestreo y los ensayos y/o las calibraciones se realicen en sitios distintos de la instalación permanente del laboratorio de ensayos no destructivos en la Universidad Santo Tomás [55].
El laboratorio de ensayos no destructivos de la Universidad Santo Tomás debe realizar el seguimiento, controlar y registrar las condiciones ambientales según lo requieran las especificaciones, métodos y procedimientos correspondientes, o cuando estas puedan influir en la calidad de los resultados [55].
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Cuando las condiciones ambientales comprometen los resultados de los ensayos y/o de las calibraciones, estos se deben interrumpir. Debe haber una separación eficaz entre áreas vecinas en las que se realicen actividades incompatibles. Se deben tomar medidas para prevenir la contaminación cruzada [55].
Se deben tomar medidas para asegurar el orden y la limpieza del laboratorio. Cuando sean necesarios se deben preparar procedimientos especiales [55].
La correcta distribución del laboratorio es de vital importancia para garantizar los resultados de los ensayos allí realizados.
4.4.3 De los métodos de ensayo, de calibración y de la validación de los métodos
El laboratorio de ensayos no destructivos de la Universidad Santo Tomás debe aplicar métodos y procedimientos apropiados para todos los ensayos y/o las calibraciones dentro de su alcance. Estos incluyen el muestro, la manipulación, el transporte, el almacenamiento y la preparación de los ítems a ensayar y/o a calibrar y, cuando corresponda, la estimación de la incertidumbre de la medición así como técnicas estadísticas para el análisis de los datos de los ensayos y/o de las calibraciones [55].
El laboratorio de ensayos no destructivos de la Universidad Santo Tomás debe tener instrucciones para el uso y el funcionamiento de todo el equipamiento pertinente, y para la manipulación y la preparación de los ítems a ensayar o a calibrar, o ambos, cuando la ausencia de tales instrucciones pudiera comprometer los resultados de los ensayos y/o de las calibraciones. Todas las instrucciones, normas, manuales y datos de referencia correspondientes al trabajo del laboratorio se deben mantener actualizados y deben estar fácilmente disponibles para el personal [55].
Para los métodos de ensayo y/o de calibración nuevos es conveniente elaborar procedimientos antes de la realización de los ensayos y/o las calibraciones, los cuales deberían contener, como mínimo, la información siguiente [55]:
a. Una identificación apropiada b. El alcance c. La descripción del tipo de ítem a ensayar o a calibrar d. Los parámetros o las magnitudes y los rangos a ser determinados e. Los aparatos y equipos, incluidos los requisitos técnicos de
funcionamiento f. Los patrones de referencia y los materiales de referencia requeridos g. Las condiciones ambientales requeridas y cualquier periodo de
estabilización que sea necesario h. La descripción del procedimiento, incluida la siguiente información:
La colocación de las marcas de identificación, manipulación, transporte, almacenamiento y preparación de los ítems.
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Las verificaciones por realizar antes de comenzar el trabajo
La verificación del correcto funcionamiento de los equipos y, cuando corresponda, su calibración y ajuste antes de cada uso.
El método de registro de las observaciones y de los resultados.
Las medidas de seguridad a observar i. Los criterios y/o requisitos para la aprobación o el rechazo j. Los datos para registrar y el método de análisis y de presentación k. La incertidumbre o el procedimiento para estimar la incertidumbre.
De la correcta planeación de los procedimientos de nuevos métodos de ensayos depende la calidad que ofrece el laboratorio.
4.4.4 Equipos
El laboratorio de ensayos no destructivos de la Universidad Santo Tomás debe estar provisto con todos los equipos para el muestreo, la medición y el ensayo, requeridos para la correcta ejecución de los ensayos y/o de las calibraciones (incluido el muestro, la preparación de los ítems de ensayo y/o de calibración y el procesamiento y análisis de los datos de ensayo y/o de calibración) En aquellos casos en los que el laboratorio necesite utilizar equipos que estén fuera de su control permanentemente, debe asegurarse de que se cumplan los requisitos de esta Norma Internacional [55].
Los equipos deben ser operados por personal autorizado. Las instrucciones actualizadas sobre el uso y el mantenimiento de los equipos (incluido cualquier manual pertinente suministrado por el fabricante del equipo) deben estar disponibles para ser utilizadas por el personal del laboratorio [55].
Los registros deben incluir por lo menos lo siguiente:
a. La identificación del equipo y su software. b. El nombre del fabricante, la identificación del modelo, el número de
serie u otra identificación única. c. Las verificaciones de la conformidad del equipo con la especificación d. La ubicación actual, cuando corresponda. e. Las instrucciones del fabricante, si están disponibles, o la referencia a
su ubicación. f. Las fechas, los resultados y las copias de los informes y de los
certificados de todas las calibraciones, los ajustes, los criterios de aceptación, y la fecha prevista de la próxima calibración.
g. El plan de mantenimiento, cuando corresponda, y el mantenimiento llevado a cabo hasta la fecha.
h. Todo daño, mal funcionamiento, modificación o reparación del equipo.
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El laboratorio debe tener procedimientos para la manipulación segura, el transporte, el almacenamiento, el uso y el mantenimiento planificado de los equipos de medición con el fin de asegurar el funcionamiento correcto y de prevenir la contaminación o el deterioro. Nota Pueden ser necesarios procedimientos adicionales cuando los equipos de medición se utilicen fuera de las instalaciones permanentes del laboratorio para los ensayos, las calibraciones o el muestreó [55]
Por lo tanto, los equipos deben tener toda la información necesaria para su manipulación, mantenimiento y/o reparación, con miras a que la vida útil de ellos se prolongue.
4.4.5 Normas de seguridad y regulación aplicables
Las actividades que se realizan en el laboratorio de Ensayos No Destructivos de la Universidad Santo Tomás, requiere un conjunto de medidas preventivas destinadas a proteger la salud de los que allí se trabajan frente a los factores de riesgo propios de su actividad, evitando de esta manera la accidentes y/o enfermedades, especialmente asociadas con el trabajo [56] [57]. En el laboratorio se deben tener en cuenta las siguientes normas de seguridad:
El personal debe conocer la ubicación de los elementos de seguridad en el lugar de trabajo, tales como: extintores, salidas de emergencia, lava ojos, gabinete para contener derrames, entre otros [56] [57].
No comer, beber, fumar o maquillarse dentro de los laboratorios.
Evitar el la utilización de manillas, anillos, relojes, en el laboratorio, ya que estos en ellos se pueden acumular residuos químicos, biológicos y material particulado, el cual puede ocasionar una contaminación por contacto con el mismo [56] [57].
No bloquear las rutas y salidas de emergencia con equipos, máquinas u otros elementos que entorpezcan la circulación normal de los peatones y la evacuación en caso de emergencia [56] [57].
Antes de retirarse del laboratorio, verificar que los equipos estén desconectados y las llaves de agua se encuentren cerradas. De igual forma, que los recipientes que contienen sustancias químicas estén cerrados y en la zona destinada para almacenamiento [56] [57].
Proteger ojos y cara de salpicaduras o impactos. Utilizar las gafas de seguridad, viseras o pantallas faciales, según la actividad a realizar dentro del laboratorio, para seleccionar el tipo de protección [56] [57].
39
Será obligatorio el uso de batas, prendas de labor dentro del laboratorio dependiendo el grado de riesgo al que el personal este expuesto [56] [57].
Las prácticas que produzcan gases, vapores, humos o partículas, que pueden ser inhaladas, deben llevarse a cabo bajo cabina de extracción [56] [57].
En las áreas de los laboratorios donde se realice el almacenamiento de sustancias químicas se debe disponer de extintores multipropósito de 20 Lb, en un número suficiente dependiendo de la carga del combustible [56] [57].
Asegurar en posición vertical los cilindros de gases comprimidos y licuados, con pinzas, grampas, correas o cadenas a la pared, en sitios de poca circulación, protegidos de la humedad y fuentes de calor, de ser posible en el exterior [56] [57].
No tener instalaciones eléctricas precarias o provisionales. Se dará aviso inmediato al área de mantenimiento en caso de filtraciones o goteras que puedan afectar las instalaciones o equipos, al mismo tiempo que puedan provocar incendios por cortocircuitos. El mantenimiento de las instalaciones debe ser realizado por personal experto en la materia [56] [57].
Tabla 3: Elementos de seguridad y protección personal para el laboratorio de END
en la Universidad Santo Tomás.
TIPO DE PROTECCIÓN ELEMENTO
Protección de manos
Guante vaqueta tipo Ingeniero
Guante en carnaza combinado con canvas
Guante para soldador
Guantes para soldador en carnaza de 14 pulgadas.
Guantes de trabajo en hilaza con recubrimiento de pvc o nitrilo por una cara
kit de guantes para protección en riesgo eléctrico
Protección respiratoria
Respirador polvo y/o soldadura Ref. 8214 3M
Respirador polvo y material particulado Ref N-95 9010
Respirador de libre mantenimiento para /soldadura inclusive ref. 8214
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TIPO DE PROTECCIÓN ELEMENTO
Protección visual, cabeza y oídos
Careta para soldadura lente auto oscurescente speed glass norma ansi z 871-1989r
Anteojo combinado en colores, (uv anti -empañante, anti-rayadura) ref. ar 038-c. lente oscuro
Careta multiuso elite con visor en acetato
Lente oscuro para careta de soldadura
Lente transparente 9-179 (careta para soldar)
Protección corporal Peto en carnaza largo
Overol para soldador
Calzado de seguridad Par de botas bota de labor dieléctrica con puntera
Prendas de labor Bata blanca en lino, overol
Fuente: Autor
4.5 PRESUPUESTO ESTIMADO
Para la implementación del laboratorio de ensayos no destructivos es necesario adquirir equipos, materiales consumibles entre otros. También se hizo necesario cotizar con empresas especializadas en la venta de estos productos, para tener una idea de los recursos económicos que se necesitan para poder adquirir estos equipos.
El presupuesto estimado para implementar el laboratorio de ensayos no destructivos es de un valor de 61`591.173 COP, este valor está basado en el precio del dólar a la fecha 12 de diciembre de 2017.
Tabla 4: Tabla de costos de los equipos para el laboratorio de END
EQUIPO MODELO O
REFERENCIA CANTIDAD VALOR
Palpadores OLYMPUS 3 $ 269.13 USD
Bloques de calibración ASTM E164 Metric
IIW
1 $ 747.56 USD
Acoplantes ECHOGEL 14 1 $ 80 USD
Equipo de Ultrasonido EPOCH 650
OLYMPUS
1 $ 10.558 USD
41
EQUIPO MODELO O
REFERENCIA CANTIDAD VALOR
Medidores de
espesores
27 MG de Olympus 1 $ 1.300 USD
Reglas N/A 4 $ 10 USD
Pie de rey Mitutoyo 4 $ 220 USD
Partículas Magnéticas
secas y húmedas
20 B 1 $ 90 USD
Yugos
electromagnéticos de
corriente alterna y
directa
Y-7 1
$ 2.500 USD
Lampara de luz UV UV LED EV6000 1 $ 120 USD
Bloque para probar la
magnetización
PARA Y-1, Y-7 1 $ 200 USD
Indicadores de campo
magnético
Indicador de
TORTA
1 $ 12 USD
Medidores de luz negra LUXÓMETRO 1 $ 40 USD
Limpiador MAGNAFLUX 1 $ 40 USD
Penetrante tipo I y II MAGNAFLUX 1 $ 60 USD
Revelador MAGNAFLUX 1 $ 60 USD
Trapos para limpieza N/A N/A $ 10 USD
Cronometro N/A 1 $ 23 USD
Estopa o papel N/A N/A $ 7 USD
Galgas para soldadura Hjc 40 4 $ 134 USD
Micrómetros Mitutoyo 2 $ 440 USD
Compases de muelles N/A 2 $ 14 USD
Alargues telescópicos N/A 2 $ 15 USD
Lupas N/A 4 $ 8 USD
Espejos N/A 4 $ 6 USD
Gabinetes N/A 1 $ 150 USD
Cortinas N/A 5 $ 70 USD
Cajones N/A 5 $ 120 USD
IVA 19% $ 3.288 USD
Total $ 20.592 USD
Fuente: Autor
42
5 CONCLUSIONES
Dentro de las conclusiones al finalizar este trabajo de grado se encuentran:
Las encuestas realizadas sirvieron para determinar cuáles son los ensayos no destructivos que más se utilizan en la industria y así implementar las herramientas didácticas de aprendizaje – enseñanza: guías de aprendizaje, contenido teórico, procedimientos, formatos de inspección entre otros.
Las estrategias de enseñanza como elaboración de Guías de aprendizaje, cuestionarios, quices, sopas de letras y prácticas de laboratorio, sirvieron de apoyo para diseñar las herramientas y estrategias de aprendizaje.
La realización de los procedimientos acompañados de material didáctico para cada uno de los ensayos y su correcta aplicación garantizan que el proceso de aprendizaje sea más fácil y completo.
En las guías de Aprendizaje se muestra un paso a paso desde una pequeña introducción, un proceso de aprendizaje, un proceso de evaluación y finalmente la bibliografía, que ayudan al proceso de aprendizaje.
La elaboración de las probetas de soldadura con discontinuidades inducidas, permiten que los estudiantes conozcan sobre los procesos de soldadura y que mediante la práctica puedan identificar fácilmente las diferentes discontinuidades presentes en la soldadura y los materiales ayudados por los reportes de cada una de ellas y el WPS.
La metodología CDIO se usó además para la concepción de este curso. La etapa Concebir, se logró definiendo las necesidades del cliente en este caso (la Universidad Santo Tomás y sus estudiantes). La etapa Diseñar se centró en crear los procedimientos y WPS. La etapa Implementar, se refiere a la transformación de los procedimientos y el WPS en el producto final las probetas y las guías de aprendizaje. La etapa Operar, se refiere a la utilización de los procedimientos para realizar los diferentes ensayos no destructivos a las probetas y así generar los reportes de cada una de ellas.
Para implementar el laboratorio de ensayos no destructivos en la Universidad Santo Tomás sede Bogotá, se usó la Norma Técnica Colombiana NTC-ISO/IEC 17025 con la cual se determinó cuáles son los requisitos ambientales, requisitos del personal a cargo, requisitos de las instalaciones y el manejo de los equipos necesarios para la creación del laboratorio.
43
6 RECOMENDACIONES
Para el desarrollo de esta propuesta de formación se propone:
Adquirir los equipos y realizar las adecuaciones del laboratorio existente para ampliarlo de soldadura a soldadura y ensayos no destructivos.
Motivar la creación de guías de aprendizaje para los demás temas, como soldadura, arranque de viruta, tratamientos térmicos y metrología por mencionar algunos.
Procurar que los estudiantes realicen más prácticas de laboratorio, ya que con ello logran afianzar los conceptos previamente adquiridos en clase
Buscar convenios con otras universidades y empresas del sector del mantenimiento predictivo para que los estudiantes puedan tener de primera mano la experiencia de cómo es la industria y el manejo que se le da a los productos y materiales, con el fin de formar cada vez más mejores Ingenieros.
Implementar distintas Metodologías que contengan diferentes tipos de aprendizaje, procurando que sea un proceso de enseñanza más eficaz para la formación de los futuros ingenieros.
44
7 BIBLIOGRAFÍA
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45
[12] The American Society of Mechanical Engineers, Método de Ensayo para el Examen por Líquidos Penetrantes Fluorescentes Usando Procesos de Post-Emulsificacion Hidrofifilica ASME E 165, USA, 2013.
[13] The American Society of Mechanical Engineering, Método de Ensayo para el Examen por Líquidos Penetrantes Fluorescentes Usando Procesos Removibles con Solvente ASME BPVC-V, 2013.
[14] The American Society for Mechanical Engineers, Método de Ensayo para el Examen por Líquidos Penetrantes Visibles Usando Procesos Removibles con Solvente ASME E 165, 2013.
[15] The American Society of Mechanical Engineers, Método de Ensayo para el Examen por Líquidos Penetrantes Visibles Usando Procesos Removibles con Agua ASME E 165, 2013.
[16] The American Society of Mechanical Engineers, ASME Code for Pressure Piping, B31, Revision of ASME B31.3-2006, 2008.
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[20] Asociación Española de Normalización y Certificación-AENOR, Calificación y Certificación del Personal que Realiza Ensayos no Destructivos- UNE EN ISO 9712, 2012.
[21] The American Society for Nondestructive Testing, Nondestructive Testing Handbook, Third Edition: Volume 10, Overview, New York, 2012.
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[30] Universidad Tecnológica de Pereira, «Laboratorio de Ensayos no Destructivos,» [En línea]. Available: http://laboratoriosacreditados.utp.edu.co/ensayos-no-destructivos.html. [Último acceso: 24 Abril 2016].
[31] Universidad de Antioquia, «Laboratorio de Ensayos no Destructivos,» [En línea]. Available: http://www.udea.edu.co/wps/portal/udea/web/inicio/investigacion. [Último acceso: 24 Abril 2016].
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50
ANEXOS
NOMBRE DEL DOCUMENTO
CÓDIGO LINK
Procedimiento UT- P001 https://drive.google.com/open?id=1qVlpZWbRfL5YEyUH4cnrfEfyahJzyxWs
Formato de inspección
UT- F002 https://drive.google.com/open?id=1u0D9iBvX_g9bOAE6YhntRqeovRcreDVE
Guía de aprendizaje
UT-G003 https://drive.google.com/open?id=15wpX6xq_iuRegz42gk1A9U9EvQBdQImz
Examen UT -E004 https://drive.google.com/open?id=1ypBwF5A9j00TdYFQHSYNEgH5iizLWW4J
Quiz UT-Q005 https://drive.google.com/open?id=1a61MZppCZQRhOjNqYo2kcZQjQTYqv86U
Sopa de letras UT -S006 https://drive.google.com/open?id=1BTcAJUhi7Z1iDcnI0Ghk-7LyyewI-zRh
Imágenes de ultrasonido
UT -I007 https://drive.google.com/open?id=14qdMPdOvLbo1kAyYLTgU1RTU5k_VGZfA
Procedimiento PT -P001 https://drive.google.com/open?id=1DdHBOkB4QZBJw1PgvfuLgBZaoPs5e_xU
Formato de inspección
PT -F002 https://drive.google.com/open?id=1Hpvma1OBoeDcp-pSevUerODxcU0BhbV3
Guía de aprendizaje
PT-G003 https://drive.google.com/open?id=1hgv5-1B9oUtZEyof3a_9gxSTXcog7OWU
Examen PT-E004 https://drive.google.com/open?id=1Uz0YzKtWrhDS12y2HrqeOaQzrpzwNIWU
Quiz PT-Q005 https://drive.google.com/open?id=1zO4OT_pRGZY4kmmJV4Z2doLvPYUIN_eN
sopa de letras PT -S006 https://drive.google.com/open?id=1fb9tdvahfcJNGTwo6QIEIeDwOi-Xr54e
Imágenes de líquidos
penetrantes PT -I007
https://drive.google.com/open?id=17ZoC8UI22a0HbjY2uFAmlZIkQwek5NID
Procedimiento MT-P001 https://drive.google.com/open?id=16LoPv-bxVlw4Mc4pRLARrjsuHO7ZV-rw
Formato de inspección
MT-F002 https://drive.google.com/open?id=1YkUpbxHDOG8mXUvYAdkrA-yp3ZD-6QnT
Guía de aprendizaje
MT-G003 https://drive.google.com/open?id=16BccGnQ4T7ZEcKCWnYvXu_ZopdyN9vwJ
Examen MT -E004 https://drive.google.com/open?id=1xR3jYJekLEEbnI3kuFxoiB1f_bF4ougt
Quiz MT -Q005 https://drive.google.com/open?id=1vDn_3LTqzl3Lhww3RSAyduzaTN_i95KG
sopa de letras MT -S006 https://drive.google.com/open?id=1Omw1rjydCQnOYtxCpWKQjVKihhH5Ic5U
Imágenes de partículas
magnéticas MT -I007
https://drive.google.com/open?id=1PytWoeBC5hWZRd1jlEH6tQ4alsYqBrgp
Procedimiento VT -P001 https://drive.google.com/open?id=1XGYjJIsqVzO737N2J4UNLlefsum5NGbg
Formato de inspección
VT -F002 https://drive.google.com/open?id=1aLljnDgFH-4_VE0VIABN7NgiRbsjJo2J
Guía de aprendizaje
VT -G003 https://drive.google.com/open?id=1CiIA_HhbrsFjuGTksZR3TSoOCwoRU4VZ
Examen VT -E004 https://drive.google.com/open?id=1fBwW2wcry-e8y5WCsQCiUxWHuAHdtYWa
Quiz VT -Q005 https://drive.google.com/open?id=1owzF811kQydot8FqdNtXP-9IWnosqBa2
51
NOMBRE DEL DOCUMENTO
CÓDIGO LINK
Sopa de letras VT -S006 https://drive.google.com/open?id=1k5FDxljqq6YWZF0LA1Xl9BS7hE-bTcXs
Imágenes inspección
visual VT -I007
https://drive.google.com/open?id=1-yIbs6om1RzECtJCX290oJjOmcEMmMYP
Guía de aprendizaje
SNT-G003 https://drive.google.com/open?id=1UPqNujI-KN-02QO6X58Mo9cL4DmUI66d
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSUT-F001 https://drive.google.com/open?id=1cBejoJh3LO9JiWMikd1UPosiXhJxQj6s
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSUT- F002 https://drive.google.com/open?id=1zflkebl8lZNXI0p59-j9bM6jbYGofQnW
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSUT -F003 https://drive.google.com/open?id=1Dmztkh5gqCPb7J3elPp078Eu_dfr2XLI
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSUT -F004 https://drive.google.com/open?id=1Xcym3Fpe7JBRG9ZhV3zYiB1mRS20Vlk1
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSPT -F001 https://drive.google.com/open?id=1HPEZyUAyo4vYisR9wWSANF3Npld3d82D
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSPT -F002 https://drive.google.com/open?id=1KnjU52v9NWS1cJFCuZyotepFLXw6NU1h
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSPT -F003 https://drive.google.com/open?id=1O5f0ZOt44Kyhfal8m1khIpTpYaYdTSdL
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSPT -F004 https://drive.google.com/open?id=1pgOqTH9ixU-_XVNZQiLKxteF5S3TCki4
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSMT -F001 https://drive.google.com/open?id=1E_6ffEY1JrPq_OfkQVLMi6RPXStIMWOz
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSMT -F002 https://drive.google.com/open?id=1QZEn2obbu-LdVOIv_6wL0AfIlNJQcwOp
52
NOMBRE DEL DOCUMENTO
CÓDIGO LINK
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSMT -F003 https://drive.google.com/open?id=1vQOxU_pgMMy1cD3pdADEhEsDY7KP_Cjx
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSMT -F004 https://drive.google.com/open?id=1j2i2euSEdtHNb03K8E1wCo3tCYafzZ8f
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSVT -F001 https://drive.google.com/open?id=1l0_-HLm-bWqloa0axXm2GcC_W5zlV7iR
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSVT -F002 https://drive.google.com/open?id=1eD3U_t2HyjOZvqRMusjfv3qyOiK3TRBx
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSVT -F003 https://drive.google.com/open?id=1g8kIhWn42992pecJoTMY-ra8EN1xiw3h
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSVT -F004 https://drive.google.com/open?id=1Furzkzs0nuOyH-EVzhxg0bnLVEvmqLwt
Imágenes soldadura de
platinas PS -I007
https://drive.google.com/open?id=1j60NJeafqaWJ1JqqNNUMiL9MQCrdSv29
WPS de soldadura platinas
biseladas
WPS -001 https://drive.google.com/open?id=1IWREayZIwdAq7icpbqLN0BrG3t5rd7OM
Plano PL -001 https://drive.google.com/open?id=1LEqj1s_3AfQuSb-OsADEs6ZDqjWch42Q
Encuestas EE -001 https://drive.google.com/open?id=1sIUtQiZ-eK44ldj-nX-J2_D_Kn30nLGD
Cotización de equipos
UT -C001 https://drive.google.com/open?id=1lXpH26P6eoUrFuWwhiXr5KCi8N2evO2I
Ficha técnica para la compra de materiales y
equipos de END
FTEEND-FT001
https://drive.google.com/open?id=1neQKwEuApp7bWuAzyFLjwRk3mRJjsYOa
Procedimientos firmados
PF-001 https://drive.google.com/open?id=1pORKfDlt-hM6y7eoTnVRQKS4oucVXZ5h
53
ANEXOS COMPETENCIAS ABET
NOMBRE DEL DOCUMENTO
CÓDIGO Resultados ABET
Procedimiento UT- P001 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Formato de inspección
UT- F002 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Guía de aprendizaje
UT-G003 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Examen UT -E004 (g) la capacidad de comunicarse de
manera efectiva
Quiz UT-Q005 (g) la capacidad de comunicarse de
manera efectiva
Sopa de letras UT -S006 (g) la capacidad de comunicarse de
manera efectiva
Imágenes de ultrasonido
UT -I007 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
Procedimiento PT -P001 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Formato de inspección
PT -F002 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Guía de aprendizaje
PT-G003 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Examen PT-E004 (g) la capacidad de comunicarse de
manera efectiva
Quiz PT-Q005 (g) la capacidad de comunicarse de
manera efectiva
sopa de letras PT -S006 (g) la capacidad de comunicarse de
manera efectiva
Imágenes de líquidos
penetrantes PT -I007
(b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
Procedimiento MT-P001 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Formato de inspección
MT-F002 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Guía de aprendizaje
MT-G003 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Examen MT -E004 (g) la capacidad de comunicarse de
manera efectiva
54
NOMBRE DEL DOCUMENTO
CÓDIGO Resultados ABET
Quiz MT -Q005 (g) la capacidad de comunicarse de
manera efectiva
sopa de letras MT -S006 (g) la capacidad de comunicarse de
manera efectiva
Imágenes de partículas
magnéticas MT -I007
(b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
Procedimiento VT -P001 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Formato de inspección
VT -F002 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Guía de aprendizaje
VT -G003 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Examen VT -E004 (g) la capacidad de comunicarse de
manera efectiva
Quiz VT -Q005 (g) la capacidad de comunicarse de
manera efectiva
Sopa de letras VT -S006 (g) la capacidad de comunicarse de
manera efectiva
Imágenes inspección
visual VT -I007
(b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
Guía de aprendizaje
SNT-G003 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSUT-F001 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSUT- F002 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSUT -F003 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSUT -F004 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSPT -F001 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
55
NOMBRE DEL DOCUMENTO
CÓDIGO Resultados ABET
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSPT -F002 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSPT -F003 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSPT -F004 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSMT -F001 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSMT -F002 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSMT -F003 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSMT -F004 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSVT -F001 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSVT -F002 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSVT -F003 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Platina de soldadura formato,
reporte de inspección
PSVT -F004 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Imágenes soldadura de
platinas PS -I007
(b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
56
NOMBRE DEL DOCUMENTO
CÓDIGO Resultados ABET
WPS de soldadura platinas
biseladas
WPS -001 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Plano PL -001 (g) la capacidad de comunicarse de
manera efectiva
Encuestas EE -001 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva
Cotización de equipos
UT -C001 (g) la capacidad de comunicarse de
manera efectiva
Ficha técnica para la compra de materiales y
equipos de END
FTEEND-FT001
(g) la capacidad de comunicarse de
manera efectiva
Procedimientos firmados
PF-001 (b) la capacidad de diseñar y realizar experimentos, así como de analizar e
interpretar datos
(g) la capacidad de comunicarse de manera efectiva