Laboratorio de Materiales - Departamento de Ingeniería

El Laboratorio de Materiales inicia sus actividades en el año 1972 principalmente para apoyar en la formación académica de ingenieros mecánicos e industriales mediante el estudio de las propiedades mecánicas de los diferentes materiales de ingeniería y su estrecha relación con sus características micro estructurales.

Actualmente, además de llevar a cabo diversos ensayos de materiales, el Laboratorio de Materiales PUCP ha implementado servicios de consultoría e inspección orientados a satisfacer las necesidades de diversos sectores industriales. Por el apoyo constante hacia la industria nacional, las capacidades en tecnología y personal capacitado, actualmente tiene la calificación de “Centro de Innovación Productiva y Transferencia Tecnológica CITEmateriales PUCP”, calificación otorgada por el Ministerio de la Producción (PRODUCE).

El Laboratorio de Materiales cuenta con las siguientes Áreas:

Área de Ensayos.
Polímeros y compuestos.
Ensayos no destructivos.
Tratamientos térmicos.
Microanálisis.

Misión:

Articular las necesidades de la industria, los beneficios que brinda el estado y el desarrollo de conocimiento que genera la academia; mediante la realización de convenios y proyectos de investigación que son trabajados con personal altamente calificado; con el propósito de transferir y extender las tecnologías hacia las empresas, contribuir a su desarrollo y mejorar su productividad.

Visión:

Ser una organización líder en investigación y desarrollo tecnológico en el campo de los materiales, reconocida en contribuir a la mejora de la productividad y competitividad de las empresas a nivel nacional, mediante el apoyo en la innovación, transferencia tecnológica y mejora de procesos.

Equipo humano

Jefe de Laboratorio:

Dr. José Sakihama

Analistas:
Ing. Víctor Agüero
Ing. Wilber Carrasco
Ing. Carlos Fosca
Ing. Raúl Hurtado
Ing. Carlos Juárez
Ing. Daniel Merino
Ing. Rolando Núñez
Ing. Ronald Peralta
Ing. Carlos Romero
Ing. Aníbal Rozas
Ing. Francisco Rumiche

Coordinadora del Sistema de Gestión de Calidad
Ing. Lourdes López

Asistentes Administrativas
Noemí Moy
María del Pilar Rodríguez

Técnico de Laboratorio
Santos Sigüenza

Auxiliar de Laboratorio
Rosell Ruiz

Equipamiento y software

Máquina de Tracción Universal con Extensómetro.

Equipo elemental para la determinación de propiedades mecánicas. Se cuenta con equipos de diferentes capacidades (0.5kN, 50 kN, 250kN, 600kN) y carreras (hasta 180cm).

Espectrómetro de Emisión Óptica por Chispa (OES).

Permite cuantificar en porcentaje de los elementos aleantes del material metálico de aleaciones con bases de Fe (aceros y fundiciones), Cu, Al, Ni, Ti y Co.

Microscopio Metalográfico Invertido (50X a 1000X).

Analiza microestructuras de diversas aleaciones y verificar estados de tratamiento térmico, de colada, entre otros.

Péndulo de Impacto con Sistema Robotest y Cámara de Acondicionamiento de Probetas de Baja y Alta Temperatura.

El sistema robotest permite asegurar que el ensayo de impacto se realice a la temperatura deseada por su requermiento (desde -160°C hasta 200°C)

Durómetro Vickers.

Permite evaluar la dureza de distintos materiales bajo el método Vickers (cargas desde 100g hasta 20 kg).

Equipo de Medición de Temperatura de Reblandecimiento (VICAT/HDT).

Para determinar la temperatura a la cual el producto plástico cambia sus propiedades mecánicas (se reblandece).

Calorímetro Diferencial de Barrido (DSC).

Sirve para determinar las temperaturas de transición vítrea, temperatura de cristalización, fusión y degradación. Así como capacidad calorífica y grado de cristalinidad. Rango de temperaturas: Ambiente hasta 900°C.

Termogravímetro (TGA).

Equipo que permite determinar las temperaturas de cambio de masa del material y así evaluar porcentualmente los materiales que lo componen, junto con técnicas suplementarias.

Espectrómetro Infrarrojo (FTIR).

Técnica necesaria para identificar el tipo de polímeros o los polímeros que componen la muestra (blendas), mediante técnicas de Absorbancia o Transmitancia.

Durómetro Universal de Plásticos.

Permite la evaluación de durezas en materiales termoplásticos y elastómeros. Muy usado para cauchos y siliconas.

Índice de Fluidez (MFlow).

Equipo fundamental para la determinación de temperatura de trabajo en un polímero determinado (por ejemplo para su extrusión o inyección).

Equipos de Radiografía Industrial RX.

Para realizar inspecciones en campo o en Laboratorio. Con capacidad de hasta 300kV de potencia.

Videoscopio

Especial para la inspección visual interna de tuberías o elementos con acceso reducido. Posee una capacidad de 30m longitudinal.

Investigación

Gracias a la versatilidad y modernidad de sus equipos, el Laboratorio de Materiales apoya investigaciones no solo en el área de Ingeniería Mecánica, sino que constantemente apoya a diversos proyectos de investigación de otras áreas de ingeniería o Arquitectura, inclusive de otras instituciones o universidades.

Además, muchas de las investigaciones han sido realizadas con fondos privados o con fondos ganados por concursos del estado (por ejemplo: Innovate Perú) y dirigidas por profesores de la Sección de Ingeniería Mecánica, en donde uno de los aportes del personal del Laboratorio es la asesoría para la correcta ejecución de los ensayos.

Finalmente, el Laboratorio de Materiales pone a disposición de la industria nacional, sus capacidades de investigación e innovación para:

Investigación y adaptación de nuevos planteamientos y soluciones tecnológicas.
Diseño de prototipos de materiales, así como su validación.
Otros.

Algunos grupos de investigación con los que se han desarrollado trabajos son:

Investigación Asistida por Computadora (INACOM).

Cursos

El Laboratorio de Materiales brindar soporte a la formación académica en:

Pregrado (Ingeniería Mecánica, Ingeniería Industrial, Ingeniería Mecatrónica e Ingeniería Biomédica):

Ingeniería de Materiales 1 (MEC257).
Ingeniería de Materiales 2 (MEC281).

Posgrado:

Maestría en Ingeniería Mecánica.
Maestría Ingeniería Soldadura.
Maestría Ingeniería y Ciencia de los Materiales.

Educación Continua (Programas de INGESOLD PUCP):

Diplomatura de Especialización en Ingeniería de Soldadura.
Diplomatura de Especialización en Ingeniería de Maquinaria Pesada.
Diplomatura de Estudio Supervisor de Soldadura.
Diplomatura de Estudio Inspector de Soldadura.
Diplomatura de Estudio en Análisis de Falla.

Servicios

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Caracterización de Materiales Metálicos

Análisis químico por espetrometría de emisión óptica por chispa de aleaciones ferrosas y aleaciones de cobre, aluminio, níquel, cobalto y titanio. Permite cuantificar en porcentaje de los elementos aleantes del material metálico.
Análisis químico de carbono y azufre por combustión, para la cuantificación a nivel elemental de carbono y azufre en muestras sólidas y con alto grado de precisión.
Ensayos mecánicos de tracción, flexión, compresión, dureza, impacto y ciclos de fatiga. Para hallar las propiedades mecánicas: módulo de elasticidad, límite de fluencia, resistencia máxima y elongación.
Análisis metalográfico hasta 1000X, permite identificar la microestructura del material.
Análisis por microscopía electrónica de barrido, permite realizar caracterización a nivel microscópico de superficies complejas en cualquier tipo de material sólido.

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Caracterización de Materiales Poliméricos, Compuestos y Cerámicos

Calorimetría diferencial de barrido, termogravimetría, temperatura de transición vítrea y tiempo de inducción a la oxidación.
Espectrometría por infrarrojo para la identificación cualitativa de los polímeros y otras sustancias.
Índice de fluidez en masa para determinar el flujo del polímero termoplástico en un espacio determinado en condiciones de presión y temperatura controlada.
Ensayo mecánico de tracción, flexión, compresión, desgarro, adherencia, entre otros, con extensómetro. Para determinar las propiedades mecánicas: módulo de elasticidad, límite de fluencia, resistencia máxima y elongación.
Ensayo mecánico de impacto Charpy e Izod, para hallar la energía absorbida por la probeta de polímero tras el impacto.
Dureza Shore para la medición de la profundidad de penetración de un cuerpo en el material.
Ensayo de reblandecimiento VICAT para determinar la temperatura a la que inicia la deformación por efecto del calor.

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Ensayos No Destructivos y Soldadura

Ensayos mecánicos de resistencia máxima a la tracción, doblado, Nick break, impacto, macrografía, barrido de dureza.
Calificación de procedimientos de soldadura y soldadores.
Elaboración de especificaciones (WPS) y registros de calificación (PQR) de procedimientos de soldadura.
Supervisión de fabricación y montaje con soldadura.
Inspección de uniones soldadas.
Líquidos Penetrantes.
Partículas Magnéticas.
Radiografía Industrial por Rayos X.
Ultrasonido Industrial.
Ultrasonido Avanzado TOFD y Phased Array.
Ensayos de integridad: pruebas hidrostática, neumáticas e inspección de fugas.

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Análisis de Falla y Análisis Causa Raíz

Un Análisis de falla consta de una batería de ensayos para poder encontrar si es que el material tiene una participación activa en el origen de la falla y plantear una hipótesis la cual se sustenta en los resultados de éstos, permitiendo conocer lo sucedido en el material y que haya podido conllevar a este fallo.
Actualmente también se brinda el servicio de Análisis causa raíz (ACR), el cual es un análisis más profundo que un análisis de falla (AFA) y que no solamente alcanza a las causas físicas del material, sino que también puede incluir causas sistémicas en función de la información que proporcione el solicitante. Se evalúan las diversas posibilidades que pudieron haber originado la falla.

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Tratamientos térmicos

Hornos de hasta 1400ºC, equipo para ensayos de templabilidad según Jominy, dilatometría, análisis térmico.

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