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LABORATORIO DE TECNOLOGÍA DE MATERIALES

LABORATORIO N° 03

PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR VERSIÓN 01 - 2016

IDENTIFICACIÓN DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS

LABORATORIO N° 03 “IDENTIDICACIÓN DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS”

CARRERA

: TECNOLOGÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

CICLO

:I

SECCIÓN

: “B”

DOCENTE

: DURAND CIUDAD SANDRA ANALÍ

CURSO

: TECNOLOGIA DE MATERIALES

ALUMNO (S)

: SALDAÑA TORRES DEIVIS CLAISON

FECHA DE ENTREGA : 20/10/2019

2019 II

49

LABORATORIO DE TECNOLOGÍA DE MATERIALES

LABORATORIO N° 03

PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR VERSIÓN 01 - 2016

IDENTIFICACIÓN DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS 1.

OBJETIVOS: 1.1. Identificar mediante ensayos físicos las características de los diferentes tipos de metales ferrosos y no ferrosos usados en la industria, así como reconocerlos entre aquellos de similar apariencia. 1.2. Comparar y analizar los resultados experimentales.

2.

FUNDAMENTO TEÓRICO: 2.1. METALES FERROSOS: Aleación metálica Fe - C y otros elementos que contienen Fe como elemento principal. 2.1.1. CLASIFICACIÓN:

Fig. 01 Clasificación de las aleaciones y metales ferrosos.

2.1.2. PROPIEDADES: 

ACEROS  Normalmente magnéticos  Gran resistencia a la tracción  Forjables (tenaces)  Mecanizables  Vc = 20 - 25 m/min



FUNDICIONES  Normalmente no forjables (rígidos)  No soldables  Colables  Magnéticos  Vc = 16 m/min

50

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IDENTIFICACIÓN DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS 2.2. METALES NO FERROSOS: Metal o aleación metálica que no contiene Fe como elemento principal. 2.2.1. CLASIFICACIÓN:

Fig. 02 Clasificación de metales no ferrosos y sus aleaciones. 2.2.2. PROPIEDADES: • Buenos conductores térmicos y eléctricos. • En su mayoría, menor punto de fusión que el acero. • Normalmente no magnéticos. • Menor resistencia a la tracción que el acero. • Buena resistencia a la corrosión. 2.3. PRUEBAS PARA IDENTIFICAR Y DIFERENCIAR METALES FERROSOS Y NO FERROSOS: a. INSPECCIÓN VISUAL: La inspección visual es considerada como una de las herramientas fundamentales para realizar el primer acercamiento a una diferenciación entre materiales metálicos de distintos tipos. Es así como es posible determinar características como: el color, el brillo, fractura, que dan una base para una primera separación por subgrupos. b. PRUEBA DE SONIDO Algunos metales emiten un sonido característico al golpearse con un martillo. • SONIDO RESONANTE: Acero con alto contenido de carbono, acero al manganeso. • SONIDO SORDO: Fundiciones, zinc, aluminio. c. MAGNETISMO: La mayoría de los metales ferrosos presentan el magnetismo como una característica propia. En este caso, en general las aleaciones de hierro (aceros y fundiciones) son atraídas por el imán, es decir que son magnéticos. Por el contrario, los metales no ferrosos son no magnéticos y por lo tanto no son atraídos por el imán. 51

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IDENTIFICACIÓN DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS d. PRUEBA DE FRACTURA: Todo material metálico tiene un tipo de fractura característica en forma plana o en forma de copa y cono, evidenciando así; si el metal es frágil o dúctil, respectivamente. Así mismo, el color de la fractura y la granulometría dan indicios del tipo de metal que se trata. En la siguiente tabla se enuncian algunas fracturas características: Tabla 01. Características del tipo de fractura de algunos metales. MATERIAL

COLOR FRACTURA

GRANULOMETRÍA

Fundición Gris

Gris opaco

Granos grandes

Alta fragilidad

Fundición Nodular

Gris opaco

Granos pequeños

Gran ductilidad

Fundición Blanca

Blanca

Granos grandes

Alta dureza y gran fragilidad.

Aceros

Gris claro

Grano muy fino

Gran ductilidad

Blanca plateada

Grande (fundido), muy fino (laminado).

Depende del tamaño de grano

Aluminio

OBSERVACIÓN

Rojiza, fibrosa (cobre Grande (fundido) puro), amarillo pequeño (laminado) Cobre (aleaciones Cu-Zn y Cu-Sn) e. PRUEBA DE DUREZA (LIMADO): Método simple utilizado para determinar la dureza como resistencia al corte o abrasión en los metales. Tabla 02. Utilización de una lima para la medición de dureza. DUREZA BRINELL

DUREZA ROCKWELL B C

100

57

200

93

300

32

400

43

RESISTENCIA A LA LIMA No hay resistencia. La lima le entra bien al metal. Resistencia prácticamente nula. La lima le entra bien al metal, pero se requiere de más presión Resistencia baja. La lima no entra en el metal, requiere de más presión Resistencia media. El metal se puede limar, aunque con dificultad.

52

TIPO DE ACERO Acero con bajo contenido de carbono Acero con mediano contenido de carbono

Acero de alta aleación. Acero con alto contenido de carbono.

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IDENTIFICACIÓN DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS 500

600 DUREZA BRINELL

52

Resistencia alta. El metal es tan duro como la lima.

59

Resistencia alta. El metal es más duro que la lima

DUREZA ROCKWELL B C

100

57

200

93

300

32

400

43

500

52

600

59

RESISTENCIA A LA LIMA Resistencia alta. La lima le entra bien al metal. Resistencia alta. La lima le entra bien al metal pero se requiere de más presión Resistencia media. La lima no entra en el metal, requiere de más presión Resistencia baja. El metal se puede limar, aunque con dificultad. Resistencia prácticamente nula. El metal es tan duro como la lima. No hay resistencia. El metal es más duro que la lima

Acero para herramientas. Acero para herramientas endurecido. TIPO DE ACERO Acero con bajo contenido de carbono Acero con mediano contenido de carbono Acero de alta aleación. Acero con alto contenido de carbono. Acero para herramientas. Acero para herramientas endurecido.

f. PRUEBA DE VIRUTA: Una rebaba de metal extraída por medio de un cincel puede ser una clave útil en la identificación de una muestra. Las rebabas lisas continuas son comunes en materiales blandos como el aluminio y el cobre, mientras que las quebradizas y lisas apuntan al acero, al bronce o al latón. Las rebabas pequeñas rotas son comunes de materiales muy quebradizos como el hierro fundido. g. PRUEBA DE CHISPA: Una prueba tosca pero bastante exacta para un metal se puede realizar a partir del estudio de la manga de chispas que se produce durante el esmerilado. La manga de chispas variará según la presión que se haga contra la piedra. Para obtener mejores resultados compare la chispa del metal desconocido con una de un metal conocido. La mayoría de los metales no ferrosos tales como el aluminio, el magnesio y las aleaciones de cobre no muestran chispas. Dos excepciones de metales de este tipo que desprenden chispas son el níquel y el titanio. NOTA: La identificación de metales por chispas, por ejemplo del acero, no determinará la cantidad exacta de carbono pero establecerá diferencias entre los aceros al carbono de bajo y alto contenido. Para mejores resultados, las dos muestras, (la conocida y la desconocida) 53

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IDENTIFICACIÓN DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS deberán someterse con la misma presión contra la piedra de esmeril y el fondo deberá estar oscuro. 3.

EQUIPOS, HERRAMIENTAS Y MATERIALES: Tabla 03. Características de los equipos, herramientas y materiales usados en el laboratorio. It. 1 2

4.

EQUIPOS, HERRAMIENTAS Y MATERIALES

CANTIDAD

Prensa taladradora 50.8 cm

1

Esmeril de pedestal

1

CARACTERÍSTICAS Marca: DAYTON Modelo: 6W282D Marca: METABO Serie: 09201001

3

Tornillo de banco

1

Sujeción

4

Sierra

1

Manual

5

Lima bastarda

1

Plana

6

Probeta de acero

1

AISI 1020

7

Probeta de latón

1

8

Probeta de acero

1

AISI 1045

9

Probeta de acero

1

AISI 1095

10

Probeta de cobre

1

11

Probeta de hierro fundido

1

12

Probeta de aluminio

1

13

Probeta de babbit

1

14

Probeta de acero inoxidable

1

15

Probeta de zamack

1

AISI 316

PROCEDIMIENTOS: • Con los materiales entregados en el laboratorio, realizar la prueba de magnetismo e indicar con una (X) en la Tabla 04, si los metales son ferrosos o no ferrosos. • Para cada material, realizar una inspección sensorial (observar aspectos como color, brillo, sonido y fractura).

54

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IDENTIFICACIÓN DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS • Para determinar el nivel de dureza del metal, tomar las muestras seleccionadas, colocar una a una en la prensa y con el filo de una lima, rayarlos lentamente 3 veces, teniendo en cuenta que para todos los materiales el ángulo de inclinación y la presión ejercida sobre la línea deben ser aproximadamente iguales. • Efectuar un aserrado y diferenciar la resistencia que opone cada una de las muestras. • Taladrar los materiales de ensayo y observar la viruta generada. • Llenar la Tabla 05 y 06 según corresponda, indicando la observación sensorial, limado, aserrado y taladrado. • Dentro del grupo de los ferrosos, realizar una subdivisión entre los aceros y fundiciones, mediante el análisis de fractura. • Dentro del grupo de los ferrosos, utilizando el método de la chispa y con la ayuda del patrón de chispa, identificar los diferentes aceros seleccionados (observar color, longitud, continuidad. ¿Tiene explosiones y donde se dan? • Según lo observado llenar Tabla 07. Fig. 01 Prueba de

chispas.

PRECAUCIONES: Utilizar careta para protección de los ojos y usar guantes para las manos, cuando hace contacto entre la piedra del esmeril y el material a ensayar. Utilizar la presión adecuada sobre el esmeril.

5.

RESULTADOS: Tabla 04. Identificación de metales ferrosos y no ferrosos. It.

MATERIAL

FERROSO

1

Acero AISI 1020

2

Latón

3

Acero AISI 1045

x

4

Acero AISI 1095

x

5

Cobre

NO FERROSO

x x

x 55

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IDENTIFICACIÓN DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS 6

Hierro fundido

7

Aluminio

x

8

Babbit

x

9

Acero Inox. AISI 316

10

Zamak

x

x x

Tabla 05. Características de metales ferrosos CARACTERÍSTICAS

Hierro fundido

Acero inoxidable

Acero dulce

resonante

resonante

resonante

Gris oscuro

Plateado brillante

plomo

x

x

x

x

x

x

OBSERVACIÓN SENSORIAL: Sonido Color LIMADO: Resistencia alta Resistencia media Resistencia baja Resistencia nula ASERRADO: Resistencia alta Resistencia media Resistencia baja Resistencia nula TALADRADO: Viruta continua Viruta quebradiza Virutas pequeñas rotas

x x

x

Tabla 06. Características de metales no ferrosos CARACTERÍSTICAS

METALES NO FERROSOS Aluminio

Cobre

Latón

zamack

babbit

OBSERVACIÓN SENSORIAL: Sonido

resonante

sordo

56

sordo

resonante

sordo

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IDENTIFICACIÓN DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS Color

gris claro

rojizo

dorado

plomo oscuro

plateado brillante

x

x

x

x

x

LIMADO: Resistencia alta Resistencia media

x

Resistencia baja

x

Resistencia nula ASERRADO: Resistencia alta Resistencia media Resistencia baja

x

x

Resistencia nula

x

TALADRADO: Viruta continua Viruta quebradiza

x

x

Virutas pequeñas rotas

x x

Tabla 07. Características de la prueba de la chispa. It.

MATERIAL

PRUEBA DE LA CHISPA

1

Aluminio

Nula intensidad

2

Cobre

Nula intensidad

3

Latón

Nula intensidad

4

Zamak

Nula intensidad

5

Babbit

Nula intensidad

6

Hierro fundido

Media intensidad

57

x

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IDENTIFICACIÓN DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS

6.

7

Acero inoxidable

Media intensidad

8

Acero dulce

Alta intensidad

CONCLUSIONES: El acero dulce produce mayor chispa porque contiene carbono. El carbono es el que se encarga de determinar la chispa. Los metales no ferrosos no producen chispa. El método mas efectivo para determinar si un metal es ferroso o no, es mediante el método de la chispa.

7.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

8.

ANEXOS: 8.1. Metales ferrosos y no ferrosos: Cobre

Hierro fundido

58

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IDENTIFICACIÓN DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS

Babbit

Acero Inoxidable

Zamak

Aluminio

Latón

Acero dulce

8.2. Limado:

59

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IDENTIFICACIÓN DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS Lima

Prueba de dureza(limado)

8.3. Aserrado: Sierra de mano

Prueba de dureza(aserrado)

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IDENTIFICACIÓN DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS 8.4. Prueba de viruta: Prensa Taladradora

Aceite para lubricar

Prueba de viruta (Taladrado)

8.5. Prueba de chispa: Esmeril de pedestal

Careta

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IDENTIFICACIÓN DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS

Prueba de chispa (Esmerilado)

TEST DE EVALUACIÓN

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IDENTIFICACIÓN DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS a. De todas las pruebas para identificar y diferenciar entre metales ferrosos y no ferrosos ¿Cuál cree Ud. que sea el más efectivo? La prueba de chispa usando el esmeril, es muy fácil identificar un metal ferroso con un metal no ferroso, ya que los metales ferrosos contienen mayor cantidad de carbono. b. ¿A qué cree Ud. que se debe el distinto tipo de sonido para cada material ensayado? Algunos metales emiten un sonido característico al golpearse con un martillo. Emitir un sonido resonante el cual es el acero con alto contenido de carbono y un sonido sordo para las fundiciones, por ejemplo, el aluminio, zinc. c. En la Prueba de Taladrado ¿Por qué algunos metales presentan viruta corta (rota) y otros metales viruta larga? Las rebabas lisas continuas son comunes en materiales blandos como el aluminio y el cobre, mientras que las quebradizas y lisas apuntan al acero, al bronce, latón. Las rebabas pequeñas rotas son comunes de materiales muy quebradizos como el hierro fundido. d. ¿Porque los metales ferrosos tienen la característica de generar chispas al esmerilar, en comparación con los no ferrosos? Por qué los metales ferrosos contienen una mayor cantidad de carbono e. En la Prueba de Chispas ¿A qué se debe las diferencias entre los colores y la intensidad de chispas para cada metal? A la medida que aumenta el carbono, aumenta el número en formas siendo más grandes y luminosas. Los aceros aleados con wolframio, por último, muestran una marca de color rojo. Los aceros de aleación dan chispas menos brillantes, y el color es más bajo, varían los colores por el tipo de acero. f. ¿Se puede decir que el hierro fundido es siempre mecanizable? Explicar. El hierro fundido es uno de los materiales ferrosos más empleados y su nombre se debe a la apariencia de su superficie al romperse. Las propiedades de la mecanización varían a factores como, composición química, rapidez de enfriamiento después del vaciado, tamaño y espesor de las piezas. g. ¿Cómo podría diferenciar entre un acero corriente, un acero aleado inoxidable y un hierro fundido? El acero es una aleación de hierro que contiene hasta un 2 por ciento de carbono. Es un acero de elevada resistencia a la corrosión, dado que el cromo u otros metales aleados que contiene. La resistencia a la corrosión del hierro fundido es comparable a la del acero, en ocasiones, incluso mejor para la corrosión. 63

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IDENTIFICACIÓN DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS SE PUEDE DIFERENCIAR POR LA CANTIDAD DE HIERRO Y LA CORROSIÓN DE ESTE. h. Elaborar una tabla comparativa de las características encontradas (color de la chispa y otros) y las características brindadas en una bibliografía o internet para los materiales ensayados. i. Realizar un IPER para la realización de la práctica de laboratorio. (Tomar el formato siguiente de la matriz IPER)

64

Código: Versión:

IDENTIFICACIÓN DE PELIGROS, EVALUACIÓN Y MEDIDAS DE CONTROL DE RIESGOS

Fecha:

TEC-IPER-2016 T-01 03-03-2016

Matriz de evaluación de riesgos NIVEL DE RIESGOS

DESCRIPCIÓN

PLAZO DE CORRECIÓN

ALTO

Riesgo intolerable, requiere controles inmediatos. Si no se puede controlar el PELIGRO se paraliza los trabajos operacionales.

0 - 24 HORAS

MEDIO

Iniciar medidas para eliminar o reducir el riesgo. Evaluar si la acción se puede ejecutar de manera inmediata.

0 - 72 HORAS

BAJO

Este riesgo puede ser tolerable.

1 MES

CONSECUENCIAS

1

NIVEL

Insignificante

A

Casi seguro

B

2

3

4

5

Menor

Moderado

Mayor

Catastrófico

11

16

20

23

25

Probable

7

12

17

21

24

C

Moderado

4

8

13

18

22

D

Improbable

2

5

9

14

19

E

Raro

1

3

6

10

15

ÁREA DE TRABAJO: TRABAJOS A REALIZAR:

LABORATORIO G5 - TECSUP

FECHA:

CARACTERISTICAS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS

HORA:

19/10/2019 9:59 AM

DATOS DE LOS COLABORADORES: NOMBRE

FIRMA

NOMBRE

FIRMA

NOMBRE

FIRMA

SALDAÑA TORRES DEIVIS CLAISON

IDENTIFICACIÓN DE PELIGROS Y EVALUACIÓN DE RIESGOS (IPER) DESCRIPCIÓN DEL PELIGRO

RIESGO

EVALUACIÓN IPER

A

Entrar al taller si sus EPPS Pedazos de los metales

Golpes, cortes, caídas de objetos de cualquier tipo que pueden ser letales. Golpes por jugar con los metales, mal golpe en la mano al momento de golpear los

M

21 12

MEDIDAS DE CONTROL A IMPLEMENTAR

B

RIESGO RESIDUAL

A

Uso de todo tus EPPS básicos o del trabajo que vas hacer. Uso de guantes, casco, charla del respeto y responsabilidad al trabajo

M

B

14 3

Uso de la prensa

Uso de la lima bastarda Limada de los metales Uso de la Sierra

Aserrado de los metales Uso de la prensa taladradora

Viruta generada del taladro Conectar el enchufe del esmeril

Uso del esmeril

Chispa generada del esmeril

metales para identificar el sonido. (posibles hematomas). Fractura al hacer presión tu cuerpo (del dedo, mano e inclusive brazo) con la prensa por un mal uso o jugando. Raspadura o herida de la mano o brazo por un mal uso Afección a los ojos y vías respiratorias por la limada generada Cortes graves en los dedos, mano o brazo e inclusive amputación del dedo por un mal uso

21

Uso de guantes, respeto y responsabilidad al trabajo ( no jugar)

10

13

Guantes y disciplina al trabajo

6

13

Uso de lentes y mascarilla de protección al momento de limar. Uso de guantes anticorte y los guantes sean hasta el tamaño de los codos y uso bien dado de la sierra (respeto y responsabilidad al trabajo) Uso de lentes y mascarilla de protección

6

23

Afección a los ojos y vías respiratorias por el aserrado generado Perforación del dedo, mano o brazo, inclusive amputación del dedo; que te caiga todo el peso de la prensa taladradora en el brazo, posible fractura. Que te salpique a los ojos y genere afección, y afección a las vías respiratorias. Electrocución por mal uso de la conexión del enchufe al tomacorriente.

13

Raspadura penetrante grave del dedo, mano o brazo, posible infección y quien no dice una posterior gangrena Quemaduras leves en el brazo, pero graves si te salpican a los ojos, posible afección e incluso perdida de la vista, no solo a ti sino también a las personas que puedan estar cerca de ti, a tu alrededor.

24

24

17 21

17

SECUENCIA PARA CONTROLAR EL PELIGRO Y REDUCIR EL RIESGO:

1. Charlas de seguridad de 5 a 10 minutos.

14

6

Usar de manera correcta el aparato, guantes, lentes casco de protección, pero más que eso, trabajar con precaución y la responsabilidad que amerita (nada de juegos en este caso) Uso de lentes y mascarilla de protección

19

Uso de guantes anti eléctricos, y botas dieléctricas y conectar de la manera correcta el enchufe. Uso del casco, careta de protección y guantes y trabajar con responsabilidad

14

Guantes y careta de protección, y trabajar de la manera correcta, y que no haya personas a tu alrededor (respeto y responsabilidad al trabajo, nada de juegos)

9

6

19

2. Hacer caso a las recomendaciones que te da tu supervisor o profesora asignada. 3. Inspección del área que se va a trabajar. 4. Respeto y responsabilidad al trabajo de cada uno de los integrantes. 5. Orden y limpieza en el trabajo. DATOS DE LOS SUPERVISORES: FECHA

NOMBRE DE SUPERVISOR

MEDIDA CORRECTIVA

19/10/2019

Sandra Durand Ciudad

Trabajo en equipo

Nota: Eliminar los peligros es tarea prioritaria antes de empezar las operaciones diarias.

57

FIRMA

TECNOLOGÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

Rúbrica

c. Conducen pruebas, analizan e interpretan sus resultados, para evaluar y mejorar sistemas

Resultado:

electromecánicos.

Criterio de desempeño:

c1. Realizan pruebas con instrumentos y equipos en sistemas de diversa tecnología, utilizando procedimientos y normas establecidas. c2. Analizan e interpretan resultados de diversos sistemas emitiendo un diagnóstico para la mejora del proceso.

Curso:

TECNOLOGÍA DE MATERIALES Laboratorio N° 03: Identificación de metales no ferrosos

Actividad: Nombre y apellido del alumno:

La tarea se realiza en grupos de 4 o 5 estudiantes

Observaciones

ferrosos y

Ciclo:

I

Semana:

5

Sección:

Docente:

Periodo:

Fecha:

Documento de Evaluación Informe Técnico

X

Formato IPER

Test de evaluación

X

Planos

Caso

X

Otros:

EVALUACIÓN CRITERIOS DE EVALUACIÓN

PUNTAJES DE EVALUACI Excelente

Bueno

Requiere Mejora

No aceptable

Identifica las características más comunes de los metales ferrosos y no ferrosos mediante pruebas experimentales.

4

3

2

0

Diferencia los metales ferrosos de los no ferrosos en función de sus características y propiedades.

4

3

2

0

Compara, analiza y discute las características obtenidas con los datos teóricos.

4

3

2

0

Aplica el conocimiento experimental a situaciones reales para el desarrollo del Test de Evaluación.

2

1.5

1

0

A. Capacidades tecnológicas

ÓN Puntaje Logrado

Puntaje alcanzado A:

Excelente

Bueno

Requiere Mejora

No aceptable

Puntualidad, uso de indumentaria y EPP, orden y limpieza, cumple las normas de seguridad en el taller.

2

1.5

1

0

Informe: Redacción, Resultados, Discusiones, Recomendaciones y Conclusiones.

4

3

2

0

B. Procedimiento y actitudes

Puntaje alcanzado B: PUNTAJE TOTAL (A + B):

Puntaje Logrado

Comentarios al o los alumnos:

Puntaje

Descripción

Excelente

4

Completo entendimiento del problema realiza la actividad cumpliendo todos los requerimientos.

Bueno

3

Entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo la mayoría de los requerimientos.

Requiere Mejora

2

Bajo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo pocos de los requerimientos.

No aceptable

0

No demuestra entendimiento del problema o de la actividad.