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.
The general objective of this research is to sense and monitor the main variables that affect biodigestion processes; temperature, hydrogen potential (pH), humidity, volume and pressure within the bioreactor, and correlate them with the production of biogas, through a real-time monitoring system. For the development of the system design, information was collected on the variables and factors that affect the biodigestion process. Subsequently, the instruments and integral elements of the monitoring and sensing system were selected, all these electronic devices for commercial use and mentioned below. An LM35 sensor for temperature measurement, an industrial analog type measuring electrode for pH measurement, an FC-28 for moisture measurement, an MQ2 electrochemical sensor for measurement of methane production, an HC-SR04 ultrasonic sensor for level measurement (related to the volume of the biodigester) and a piezoelectric sensor MPX2202DP case 344C-01 for pressure measurement. The values captured by the sensors will be displayed in real time in a Visual Studio application, and will be automatically saved in a database. The integration of the system was experimentally tested in a span of 12 days in the city of Hermosillo, Sonora, Mexico, where measurements were obtained for comparison with other authors.
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