Este documento presenta 7 casos de estudio sobre diferentes causas de falla en materiales e ingeniería debido a errores humanos. Se analizan fallas por mal diseño, selección inadecuada de materiales, tratamiento térmico defectuoso, manufactura defectuosa, mecanizado defectuoso, operación y mantenimiento deficientes, y montaje defectuoso. Los casos incluyen colapsos de estructuras, fallas en aviones, y defectos en neumáticos y otros componentes. El documento concluye resaltando la importancia de prevenir fallas a trav

1. ÁLBUM DE IMÁGENES SOBRE FALLA
CURSO: ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS EN MATERIALES.
DOCENTE: Ing. GUARNIZ HERRERA, William
AUTORES:
León Vásquez, Leisnerk
Pacci Jimenez, Laura
Pasache Camacho, Erik
Pozo Vera, Andres
Ramirez Rios, Dietmar
Reyna Gurreonero, Diego
Vasquez Aguilera, Dante
Zavaleta Guzman, Marco

2. OBJETIVOS
Objetivo general:
❖ Conocer cuales son los tipos de falla en diferentes casos ingenieriles
por error humano.
Objetivos específicos:
❖ Relacionar las causas de fallo de un material con casos de estudio reales
con el análisis de falla.
❖ Conocer cómo se puede prevenir y restaurar las piezas o estructuras
afectadas.

3. 1. DISEÑO
CAUSAS DE FALLO
El colapso de las
pasarelas colgantes del
hotel Hyatt Regency fue
un gran desastre que
ocurrió en 17 de julio de
1981 en Kansas City
Missouri, matando 114
personas e hiriendo más
de 200 durante una
competición de baile.
CASO 1: COLAPSO DE LAS PASARELAS
COLGANTES DEL HOTEL HYATT REGENCY
Fig. 01 Hotel Hyatt Regency

4. Fig. 02 Diseño de las varillas
de suspensión
Fig. 03 Proyecto y ejecución
Fig. 04 Estructura viga -
varilla de suspensión

5. -Fuerzas de tracción de las vigas con los pasillos
colgantes.
-Elevada concentración de tensiones en la soldadura
de los perfiles y los perfiles.
-Mal diseño y deficiencia en el montaje.
-No se hizo el cálculo de la Fuerza que puede
soportar en nuevo diseño.
Fig. 05 Deformación plástica equivalente Fig. 06 Soldadura de los perfiles
metálicos después de la tragedia

6. CASO 2:PLATAFORMA ALEXANDER KIELLAND
Fig. 07 Plataforma Alexander Kielland
(vista aérea)

7. ¿Qué requerimos de una unión soldada?
Propiedades mecánicas
-Resistencia a la tracción
-Ductilidad
-Tenacidad al impacto
Integridad
estructural
-Inspección visual
-Tenacidad a la
fractura
-Tensiones residuales
Resistencia a la corrosión y
otros mecanismos de deterioro
Resistencia al
desgaste
Fig. 08 Unión soldada

8. AGENTES INDUCTORES DE FALLA
Fuerzas:Las fuerzas cíclicas generadas por el oleaje del mar que impactan bruscamente en
la totalidad de la estructura.
Fig. 09 Plataforma Alexander Kielland
(vista lateral)

9. Cordón de Soldadura.
El cordón de soldadura de 6 mm de ancho es el que une las brigas con una de las bases
principales de la estructura la cual empieza a fallar después de unos años de exposición al
medio.
Fig. 10 Cordón de soldadura

10. Ambiente Hostil.
Las estructuras están expuestas al contacto con agua de mar (ambiente salino), que genera
corrosión por los iones hidrógenos H+ e iones cloruro Cl−.
Temperatura.
La temperatura estaba a 6 °C.
Fig. 11 Representación de una atmósfera marina

11. LOCALIZACIÓN DE LA FALLA
La localización de la falla se encontró externamente. La causa del desastre fue rastreada
hasta un pequeño filete de soldadura que unía un elemento estructural principal a una
conexión de una brida para el montaje de un sonar.
Fig. 12 Simulación de la plataforma Fig. 13 Brida

12. 2. SELECCIÓN INADECUADA DEL MATERIAL
En la década de 1960 a 1970, se presentaron fallas catastróficas en los aviones de combate F111
de la Fuerza Aérea Americana (USAF),
CASO 3: FALLA EN AVIONES DE COMBATE F- 111
Fig. 14 Avión de combate F-11

13. En la década de 1960 a 1970, se
presentaron fallas catastróficas
en los aviones de combate F-
111 de la Fuerza Aérea
Americana (USAF), en la unión
de las alas al fuselaje, las cuales
se debieron a la selección de un
material muy frágil para la
unión.
Fig. 15 Esquema estructural de un
avión de combate F-11

14. En el caso del componente de unión de las alas al fuselaje de los aviones F-111, en el
transcurso de la investigación se concluyó que no solamente la selección deficiente del
material frágil fue la determinante de la falla, sino que contribuyó además el
procedimiento de tratamiento térmico del acero de alta resistencia D6 AC, el cual
produjo una microestructura desuniforme en la pieza de la unión.
Fig. 16 Sección Transversal. Microestructura del acero de las placas del intercambiador.
Una fase granos equiaxicos de Austenita, 200 X,Ataque solución ácida de Cloruro Férrico
de agua

15. La causa raíz más probable de falla es la de una inadecuada selección de material para la aplicación, ya que la
matriz ferrito-perlítica de la fundición no es lo suficientemente resistente,por la falta de un mayor % perlita,para
el torque de apriete de diseño en la rosca
Fig 17 :Agujero roscado intacto (izquierda) y
agujero roscado mostrando el desgarramiento
en los dientes (derecha).
Fig18: Filete de garrado del agujero roscado que
falló: grafito en matriz ferritoperlítica. Nital 2%.
ROSCA
Desgarramiento

16. 3. TRATAMIENTO TÉRMICO DEFECTUOSO
Durante el tratamiento térmico del acero para herramientas, es difícil cumplir con las
tolerancias establecidas por control de calidad, es inevitable que alguna pieza acuse
defectos de fabricación, las cuales pueden ser: fisuras, poros, segregaciones, bandeados,
etc.
Fig 19 - b: Muestra recibida. (a) Vista general.
(b) Superficie de fractura
Fig a:
El cigüeñal en estudio
presentó una rotura sobre el
radio de encuentro entre un
muñón de biela y el
contrapeso más próximo a la
brida de montaje con el
volante fracturándose en dos
partes.

17. CASO 4: Fallo de diseño en la producción de botellas de plástico
Ocurre un espesor desigual de la pared
debido a que los operarios no tuvieron en
cuenta la presión del pre-soplado, pues
ésta pudo haber sido demasiado alta o
muy temprana.
Fig. 20 Base de botella de
Polietileno
Esto se debe a que la línea de estiramiento tiene que
conectar con la preforma antes de que la presión del pre
soplado tenga la oportunidad de soplar el punto de
inyección de la preforma. Cuando se conecta, el pre-
soplado no puede ser tan alto como para desviar la
preforma de la línea.

18. 4. MANUFACTURA DEFECTUOSA
Fig 21 :Rechupe en alojamiento de
casquillo de guiado de pisador.

19. Fig. 22 Muestras de porosidad detectada en
una pieza fundida de aluminio

20. Para manufactura defectuosa otro problema sucede con las uniones soldadas en las cuales
defectos de agrietamiento, inclusiones de escoria, etc., pueden producir la ruptura de la
unión
Fig. 23 Escoria quemada
y pulverizada en taladro
Fig. 24 forma correcta e incorrecta para
soldar.

21. 5.MECANIZADO DEFECTUOSO
Caso 5: Aloha Airlines
Fig. 26 Fuselaje del avión
-La cubierta del techo del avión se
fracturó a medio vuelo sobre Hawái.
-Las investigaciones posteriores
revelaron que la cubierta se debilitó
como resultado de corrosión extensa y
Fatiga.
Fig. 25 Cubierta Avión Aloha
Airlines

22. - Localización de la Falla Superficial (bajo remaches)
-Agentes Inductores
Ambiente salino: Ambiente propio de un medio acuático de salinidad superior a la
normal del mar.
-Fuerza cíclica:Presurizacion
Mecanismo de Falla
Fig. 27 Cubierta Avión Aloha Airlines
Fig. 28 Mecanismo de falla

23. Fig. 29 Vistas
Cubierta
Avión Aloha
Airlines
Fracaso del programa de
mantenimiento de Aloha Airlines
al no detectar la verdadera causa
del mismo.
6.OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DEFICIENTE
Los materiales, sometidos a constantes
presurización y despresurización,
terminaron cediendo y el personal de
mantenimiento no notó los primeros
síntomas.

24. Fig 30.Vista Diseño Avión
Aloha Airlines
Fig. 31 Imperfecciones en la piel del avión
Fig 32.Zona de falla remache N° 43
Avión Aloha Airlines
La investigación del accidente descubrió que el avión
ya era un modelo muy viejo, con algo así como 90000
vuelos en su record, algo inaudito para un avión
así.Además influía el hecho de que por operar en un
medio cercano al mar tenia signos de corrosión, lo
cual influyó en el fenómeno de fatiga de metal.

25. 7. MONTAJE DEFECTUOSO
NEUMÁTICOS
Los procedimientos de montaje
defectuosos, como no usar
lubricante de talón en una llanta,
pueden dañar las llantas. El
neumático debe colocarse
correctamente para evitar daños en
los talones y fugas que pueden
producirse por asientos
inadecuados.
Fig. 33 Falla en neumáticos por
montaje defectuoso

26. RODAMIENTOS
Marcas de los cuerpos
rodantes en los caminos de
rodadura de un rodamiento
rígido de bolas debidas a un
montaje defectuoso.
Fig. 34. Falla en Rodamientos
por montaje defectuoso

27. Conclusiones
● Se determinó paulatinamente las causas de las fallas en los materiales
expuestos.
● Los casos de estudio determinaron el nivel de fallas ocasionados a un
material producto de errores humanos, desde el diseño hasta la
manufactura industrial.
● Concluimos la relevancia que tiene el hombre tanto para prevenir como
para dar solución a las diversas causas de falla por las que pasa un
material.

28. Referencias Bibliográficas
-Caso 1: Colapso y derrumbe de las pasarelas del hotel Hyatt Regency.
<http://estructurando.net/2020/07/20/colapso-y-derrumbe-de-las-pasarelas-del-hotel-hyatt-
regency/> (Consulta: 18 de julio de 2020) (ppt: 3-5).
-Caso 2: SERGEI LAVROV. (2009). ¿Desastre de la plataforma Alexander Kielland lo que
realmente sucedió?, Piazzadcara. <https://piazzadcara.wordpress.com/2013/03/30/alexander-
kielland-platform-disaster-what-really-happened-march-30-1980/> (Consulta: 18 de julio de
2020) (ppt: 6-11).
-Caso 3: GUSTAVO TOVAR S. (2011). Análisi de Falla de componentes de ingeniería,
Depto. Ingeniería Mecánica. Centro de Innovación y Desarrollo Tecnológico
(CITEC).Universidad de Los Andes (Consulta: 19 de julio de 2020) (ppt: 12-14).

29. - Ejemplo de Selección Inadecuado de Material: HERNÁNDEZ, H & ESPEJO E. (2002).
Mecánica de Fractura y Análisis de Falla.
<http://www.bdigital.unal.edu.co/43147/30/9587012429_Parte%205.pdf> (Consulta: 18 de
julio de 2020) (ppt: 15).
- Ejemplo de Tratamiento Térmico: LABORATORIO DE SERVICIOS DEL IAS. (2015).
Caracterización del Mecanismo de Falla de Cigüeñal. De Máquinas y Herramientas.
<https://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-de-medicion/caracterizacion-del-
mecanismo-de-falla-de-ciguenal> (Consulta: 18 de julio de 2020) (ppt: 16).
- Caso 4: BRANDAU, O. (2016). Solución de cinco problemas comunes en moldeo por
estirado-soplado de PET, Plastics Technology Mexico. <https://www.pt-
mexico.com/art%C3%ADculos/solucin-de-cinco-problemas-comunes-en-moldeo-por-
estirado-soplado-de-pet> (Consulta: 18 de julio de 2020) (ppt: 17).

30. - Ejemplo de Manufactura Defectuosa: MANUAL DE RECOMENDACIONES PARA
EVITAR LA APARICIÓN DE RECHUPES EN PIEZAS DE FUNDICIÓN ESFEROIDAL
FUNDICIONES FUMBARRI-DURANGO. (2013). Manufactura defectuosa
<https://docplayer.es/31123151-Manual-de-recomendaciones-para-evitar-la-aparicion-de-
rechupes-en-piezas-de-fundicion-esferoidal-fundiciones-fumbarri-durango-10-01-2013-
rev.html> (Consulta: 19 de julio de 2020). (ppt: 18 - 19)
- Ejemplo de Manufactura Defectuosa: SERRANO AGUIAR, C.O., CASTRO REVELO,
J.F., GARCÍA CABEZAS, E.F. y OROZCO RAMOS, J.M. (2019). Análisis de las
inclusiones de escoria ESIs e ISIs en la resistencia mecánica de las juntas soldadas. 3C
Tecnología. Glosas de innovación aplicadas a la pyme, 8(4), 13-31. (ppt: 20)
- Caso 5: GERE, J. & GOODNO, B. (2009). Mecánica de materiales (7ma ed.). Estados
Unidos: Cengage Learning Editores S.A., ISBN: 0-534-55397-4. (ppt:21-22).

31. - Ejemplo de Operación y Mantenimiento Deficiente: CALAMA D. (2013). La fatiga en el
sector aeronáutico. Capítulo 7-Anexos.
<http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/60068/fichero/Cap%C3%ADtulos_Memoria%252FC
ap%C3%ADtulo7_Anexos.pdf> (Consulta: 19 de julio de 2020) (ppt:23-24)
-Ejemplo de Montaje Defectuoso: ADMINISTRACIÓN NACIONAL DE TRÁFICO DE
CARRETERAS. (2018). ¿Qué causa fallas en los neumáticos?, The Carlson Law Firm.
<https://carlsonabogados.com/news-and-update/que-causa-fallas-en-los-neumaticos/>
(Consulta: 19 de julio de 2020) (ppt:25)
-Ejemplo de Montaje Defectuoso: RODAVIGO S.A. (2007). Deterioro de los rodamientos.
España.
<https://rodavigo.net/catalogos/FAG/11%20Montaje%20de%20rodamientos/FAG%2007%2
0Deterioros%20de%20los%20rodamientos.pdf> (Consulta: 19 de julio de 2020) (ppt:26)