DISEÑO Y FABRICACIÓN DE EQUIPO DIDÁCTICO DIGITAL PARA LA SIMULACIÓN Y ANÁLISIS DE VELOCIDAD Y TURBULENCIA EN FLUIDOS INCOMPRESIBLES
DOI:
https://doi.org/10.46589/rdiasf.v0i31.246Keywords:
equipo didáctico digital, simulación, análisis, velocidad, turbulenciaAbstract
La didáctica tiene una relevancia muy importante en el proceso de enseñanza-aprendizaje, sobre todo dentro del aula y en campo. Dentro de las herramientas didácticas podemos encontrar un número extenso de posibilidades, desde metodologías para solución de problemas básicos, hasta la implementación de aulas virtuales remotas para la gestión del aprendizaje o el uso de laboratorios, por mencionar algunos. Otro tipo de herramientas didácticas de alto valor en el área de la enseñanza-aprendizaje, son los equipos didácticos, que ayudan al profesor y al alumno, a explicar y comprender fenómenos, que, de forma analítica o conceptual, no se describen por si solos, por ejemplo, algunos efectos vinculados a la mecánica de fluidos, sobre todo los que se efectúan en sistemas cerrados. Esta investigación tiene por objetivo, diseñar y fabricar un equipo didáctico digital para la simulación y análisis de flujos incompresibles; específicamente agua, basándonos en la hipótesis de que se pueden interpretar variables y factores de la mecánica de fluidos a valores cuantitativos y cualitativos, mediante el procesamiento de dispositivo Arduino Uno y el uso de sensores electrónicos. Para poder demostrar la hipótesis se realizó una metodología compuesta por cinco etapas. En la etapa uno, se realizó un marco teórico referente a las ecuaciones y variables de mecánica de fluidos para la solución de velocidad y turbulencia. En la etapa dos se seleccionaron los componentes hidráulicos, electrónicos y de sensado. En la etapa tres se realizó un diseño digital tridimensional del tablero. En la etapa cuatro se realizó la integración del sistema hidráulico. En la etapa cinco se integraron los sistemas de control. En la etapa seis se realizó la programación de los sensores y pantallas en software Arduino, y en la etapa siete se integró todo el equipo didáctico. Como resultado se obtuvo un equipo didáctico digital para la medición de velocidad y turbulencia, con un margen de error de entre 3 y 5% respecto a los cálculos teóricos.
Downloads
References
Alfaro, A., y Badilla, M. (2015). El taller pedagógico, una herramienta didáctica para abordar temas alusivos a la Educación Ciudadana. Revista Electrónica Perspectivas, 1(10), 81-146.
Arduino. (2019). Arduino Uno Rev3. Recuperado el 3 junio 2019, en la página web https://store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3
Camilloni, A. (2007): El saber didáctico. Paidós. Buenos Aires.
Capote, JA., Alvear A., Abreu, OV., Lázaro, M. y Espina, P. (2008). Influencia del modelo de turbulencia y del refinamiento de la discretización espacial en la exactitud de las simulaciones computacionales de incendios. Rev. Int. Mét. Num. Cálc. Dis. Ing. 24, 227- 245.
Comisión Europea. Dirección general de Educación y Cultura. (2004). Hacia un enfoque de la educación en competencias. Un marco de referencia europeo. Recuperado el 02 de Febrero de 2019 de www.educastur.princast.es/info/calidad/.../comision_europea.pdf
Cromer, A. (2006). Física en la ciencia y en la industria (1st ed., p. 206). Barcelona: Reverté.
de Llano, C. (1994). Física (1st ed., p. 166). México: Editorial Progreso S.A. de C.V. Delgado Fernández, M., y Solano González, A. (2011). Estrategias didácticas creativas en entornos virtuales para el aprendizaje. Actualidades Investigativas En Educación, 9(2). doi: 10.15517/aie.v9i2.9521. DOI: https://doi.org/10.15517/aie.v9i2.9521
Díaz, J. (2006). Mecánica de los fluidos e hidráulica, 1st ed. Cali, Colombia: Universidad del Valle, Programa Editorial.
Guerrero, A. (2009). LOS MATERIALES DIDÁCTICOS EN EL AULA. Temas Para La Educación, 5(1), 1. En: https://www.feandalucia.ccoo.es/docu/p5sd6415.pdf
Hetpro. (2019). Sensor de Flujo YF-S201 para agua con Arduino - HETPRO/TUTORIALES. Revisado el 3 julio 2019, en la página web https://hetpro-store.com/TUTORIALES/sensor-de-flujo/
Kurt, C. (2004). Termodinámica (p. 84). México: Pearson.
Márquez, A. (2019). Sensor de Flujo YF-S201 para agua con Arduino. Revisado el 5 Julio 2019, en https://hetpro-store.com/TUTORIALES/sensor-de-flujo/
Martín, J., Tadeo, F., Álvarez, T., y Peláez, J. (2001). Equipo Didáctico para Aprendizaje Colaborativo en Automatización e Informática Industrial. Formación Universitaria, 2(5), 31-40. DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-50062009000500005
Mott, R. (2006). Mecánica de fluidos (6th ed., p. 230). México: Pearson Educación.
Poinsot, T. y Veynante D. (2005): “Theoretical and Numerical Combustion”, Edwards, Philadelphia. DOI: https://doi.org/10.1002/0470091355.ecm067
Sanz, J. (2019). Como conectar una pantalla LCD a Arduino UNO | JorgeSanz.es. Revisado el 5 junio 2019, en http://jorgesanz.es/conectar-pantalla-lcd-a-arduino-uno/
White, F. (2010). Mecánica de fluidos (1st ed.). Madrid: MacGraw-Hill.
Woodfield, B., Asplund, M., y Haderlie, S. (2018). Manual de laboratorios virtuales (1st ed.). Bogotá: Pearson Educación.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2019 Revista de Investigación Académica Sin Frontera: División de Ciencias Económicas y Sociales
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
