Laboratorios del Agua
Semillero de Investigación
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Descripción
Descripción
El semillero de investigación Laboratorios del Agua, adscrito a la Universidad Nacional de Colombia, surge como un espacio académico de experimentación orientado al desarrollo de herramientas que fortalezcan el aprendizaje práctico en el área de la hidráulica. Nuestro objetivo principal es el diseño, desarrollo y aplicación de herramientas didácticas que faciliten la comprensión de fenómenos físicos y procesos industriales relacionados con el agua.
Proyecto: Red hidráulica didáctica-Playa de modelos
Proyecto: Red hidráulica didáctica-Playa de modelos
La red hidráulica fue construida entre noviembre de 2022 y junio de 2024 por estudiantes del semillero de investigación Laboratorios del Agua con el propósito de contribuir al aprendizaje de los estudiantes de la Universidad Nacional de Colombia pensada para complementar la enseñanza teórica mediante la experimentación directa, proveyéndoles una herramienta didáctica que fortalezca su comprensión y aproximación al funcionamiento de las redes hidráulicas.
La red consta de:
114 metros lineales de tubería en polipropileno de alta densidad (PPHD) en tres diámetros diferentes, protegida por primer para plásticos y pintura anti-UV.
Una bomba hidráulica de 5 velocidades.
Válvulas de diferentes tipos.
Manómetros análogos y digitales con acoples rápidos.
Sensores de presión, caudal, temperatura y de conductividad eléctrica.
Un tramo de tubería transparente en PVC, ideal para laboratorios con trazadores.
Un sistema de automatización con PLC que permite el registro y monitoreo en tiempo real.
Gracias a su diseño modular y flexible, la red permite a los estudiantes adaptar los componentes a diferentes condiciones experimentales, promoviendo el desarrollo de competencias como el pensamiento crítico, la creatividad y la resolución de problemas. Además, el sistema está alineado con la normativa colombiana vigente, lo que garantiza una formación contextualizada y pertinente para los desafíos del sector hídrico nacional.
Etapas de construcción (Primer avance)
Etapas de construcción (Primer avance)
Diseño
Diseño
Planeación del recorrido y puntos de medición.
Adecuación del patio
Adecuación del patio
Preparación del terreno de instalación, nivelación y retiro de escombros.
Instalación bases
Instalación bases
Soportes metálicos para asegurar la estabilidad de la red.
Construcción red
Construcción red
Soldadura de las tuberías mediante termofusión.
Protección
Protección
Aplicación de primer para plásticos y pintura anti-UV para prolongar su vida util.
Componentes hidráulicos
Componentes hidráulicos
Válvulas, acoples rápidos y demás elementos.
Sistema de bombeo
Sistema de bombeo
Instalación bomba hidráulica.
Verificación
Verificación
Realización de pruebas de funcionamiento.
Etapas de construcción (Segundo avance)
Etapas de construcción (Segundo avance)
Recirculación
Recirculación
Se instaló un sistema de uniones roscadas para permitir el ensamblaje rápido de la tubería de recirculación.
Se logró un uso más eficiente del agua al retornar esta al tanque de calibración de molinetes, alineándose con los principios de sostenibilidad que hoy en día son clave en el diseño de redes hidráulicas.
Válvula de 32 mm que fue añadida a la recirculación con el fin de evitar que el agua contaminada por los ensayos con trazadores sea recirculada en el tanque, ya que este tanque se usa para calibración de molinetes y los trazadores podrían afectar el pH del agua.
Automatización
Automatización
Controlador lógico programable (PLC)
Controlador lógico programable (PLC)
Una de las características más innovadoras de la red hidráulica es la integración de un sistema de automatización y adquisición de datos basado en un Controlador Lógico Programable (PLC).
Los sensores conectados al PLC le permiten:
Recolección continua de datos en tiempo real durante la operación de la red.
Visualización y registro de variables hidráulicas en una interfaz digital, facilitando el análisis posterior.
Logrando una mejora en la recolección y visualización de datos, que permitirá la realización de experimentos más complejos y el análisis de diferentes condiciones operativas.
Panel de control tactil con las mediciones de cada uno de los canales.
Caudalímetro con la dirección del flujo.
Sensor de presion de acople rápido.
Sensor de temperatura tipo termocupla.
Sensor de conductividad eléctrica.
Aplicaciones académicas
Aplicaciones académicas
Esta red se utiliza para realizar experimentos y ejercicios que replican escenarios reales que los futuros ingenieros encontrarán en su vida profesional. Entre las aplicaciones destacadas se incluyen:
Análisis de flujo y presión en sistemas de tuberías: Evaluar el comportamiento de fluidos en condiciones variables usando manómetros, caudalímetros y válvulas.
Estudio de transferencia de calor y energía: Utilizando la termocupla y otros componentes para investigar fenómenos térmicos.
Pruebas con trazadores en tuberías transparentes: Para observar patrones de flujo y dispersión.
Simulación de control industrial: Conectando los sensores al PLC, los estudiantes pueden aprender sobre la recolección, monitoreo y análisis de datos en tiempo real.
La flexibilidad del sistema, con componentes removibles como sensores y manómetros, permite que los estudiantes adapten la red a los requisitos específicos de cada experimento. Esto fomenta la creatividad, el pensamiento crítico y la resolución de problemas, habilidades esenciales en el desarrollo de un ingeniero.
Artículos de prensa
Artículos de prensa
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