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https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/7563| Título : | Desarrollo de un sistema didáctico para realizar prácticas de instrumentación y medición, aplicadas a tecnologías solares y afines a las energías renovables |
| Autor : | GOMEZ ESPINOZA, VICTOR HUGO |
| Fecha de publicación : | 2021 |
| Resumen : | El proyecto plantea el diseño y construcción de un sistema didáctico para la realización de prácticas de instrumentación, calibración y medición en tecnologías solares y áreas afines a las energías renovables, incluyendo la implementación y uso de instrumentos para medición de las variables; temperatura, presión, caudal, e irradiancia, el desarrollo de la metodología de las prácticas, así como el desarrollo del software (programa), lo cual permitirá a los alumnos realizar las prácticas en la modalidad presencial, a distancia o mixta. El sistema propuesto es una herramienta didáctica para la enseñanza práctica, con la cual los alumnos de la licenciatura en energías renovables LIER-UNAM podrán realizar prácticas de selección, calibración, instrumentación y medición dentro de la materia del plan curricular “medición y control”, con lo anterior los alumnos tendrán la capacidad de identificar las variables para diseño y evaluación de las tecnologías para el aprovechamiento de las energías renovables como son; solar térmica, solar fotovoltaica, eólica, geotérmica, etc, que forman parta del plan de estudios de la LIER-UNAM. Además los estudiantes podrán realizar prácticas para reforzar sus conocimientos teóricos de otras materias del plan común de estudios, como: Lab. de Termodinámica, Transferencia de Calor, Energías Renovables, y Mecánica de Fluidos. Es importante señalar que sistemas didácticos como el propuesto, no están disponibles actualmente en la UNAM, ya que la oferta de la LIER-UNAM es de reciente creación. En cuanto a la infraestructura disponible para el desarrollo de proyecto, la dirección el IER-UNAM a través de la LIER-UNAM a apoyado con los espacios necesarios con los servicios requeridos. Finalmente es importante comentar que los académicos participantes en el proyecto son expertos en sus áreas de trabajo dentro del IER-UNAM y también cuentan con experiencia docente docente probada, ya que todos imparten algunas de las materias citadas en la LIER-UNAM. |
| URI : | https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/7563 |
| metadata.dc.contributor.responsible: | GOMEZ ESPINOZA, VICTOR HUGO |
| metadata.dcterms.callforproject: | 2021 |
| metadata.dc.coverage.temporal: | 2021-2023 |
| metadata.dcterms.educationLevel: | nivel superior |
| metadata.dcterms.educationLevel.SEP: | Licenciatura |
| metadata.dc.description.objective: | Objetivo general: Desarrollo de un sistema didáctico para realizar prácticas de instrumentación, calibración y medición de variables involucradas en la evaluación de tecnologías solares y áreas afines de las energías renovables, en la modalidad presencial, a distancia o mixta. Objetivos específicos: "• Diseño y construcción de un sistema didáctico principal para la selección, medición y referenciación/calibración de instrumentos de medición de temperatura, presión, caudal e irradiancia solar. • Diseño y construcción de tres subsistemas modulares independientes para pruebas, medición y calibración de instrumentos de temperatura, presión y caudal. • Instrumentación del sistema didáctico con sensores electrónicos que utilizarán como patrones (instrumentos de referencia) para las prácticas de calibración de instrumentos. • Desarrollo del software (programa general) que permitirá realizar el registro, almacenamiento de las variables medidas, así como los cálculos posteriores, durante la realización de las prácticas con los instrumentos de medición. • Desarrollo de las prácticas (manual de prácticas y vídeo tutorial) con los protocolos y métodos estandarizados para llevarlas a cabo, con diversos instrumentos de medición en el sistema didáctico, dentro de la materia de instrumentación y control de la LIER-UNAM. • Redacción de un artículo de difusión/divulgación para un foro o congreso nacional, donde se presentaran los resultados del proyecto." |
| metadata.dc.description.strategies: | La metodología a seguir para dar cumplimiento los objetivos específicos y por ende al objetivo general del proyecto es la siguiente: • Se plantea realizar el diseño del sistema didáctico principal, de los cabezales para montaje de los instrumentos de medición y la base-montura para el alojamiento de los sub-sistemas siguiendo códigos de diseño ASME y de seguridad. • Se deberán adquirir los materiales, equipos e instrumentos requeridos para el sistema didáctico, durante las dos etapas que comprenden el proyecto. • Se deberá construir e instalar la base-montura de aluminio estructural en el espacio acondicionado en el laboratorio de mecánica de fluidos de la licenciatura LIER-UNAM, con sede en el IER-UNAM. • Se diseñaran los cabezales auto-desmontables, en los cuales se podrán instalar los instrumentos de medición con los cuales se realizaran las prácticas de instrumentación y medición. • Se llevara a cabo la selección, calibración e instalación de los sensores electrónicos de medición de las variables de interés en el sistema didáctico, que se utilizaran como patrones de referencia durante la realización de las prácticas. • Se deberán desarrollar las prácticas con los protocolos y métodos (manual de prácticas y vídeo) para la realización de las prácticas de instrumentación, calibración y medición de las variables de interés. Estas practicas incluyen la elaboración de un reporte de practicas, por parte de los estudiantes. • Se deberá crear un programa automático exprofeso para el registro, almacenamiento y tratamiento de los datos experimentales obtenidos durante la realización de las prácticas con los instrumentos y variables seleccionados. Este programa se desarrollara mediante un software comercial y estará disponible en el acervo la de la LIER-UNAM. • Se redactara un artículo de difusión/divulgación para ser sometido a algún foro nacional relacionado con las energías renovables. • Se deberán poner en operación todos los sub-sistemas que integran al sistema didáctico general, para realizar algunas pruebas preliminares y comprobar el correcto funcionamiento de todos los componentes. |
| metadata.dc.description.goals: | Primer año (Etapa1). Las metas a alcanzar son las siguientes: • Obtener en su totalidad los diseños conceptuales y de ingeniería de la base-montura del sistema didáctico, de los componentes mecánicos y de los subsistemas que integran el sistema didáctico integral para prácticas de instrumentación y medición. • Adquisición de todos los materiales y componentes requeridos para la instalación de la base-montura que es una de las partes principales en esta etapa del proyecto. • Tener instalados en el laboratorio de mecánica de fluidos de la LIER-UNAM, la base-montura y los componentes que la conforman el sistema didáctico para prácticas. • Diseñar los cabezales auto-desmontables, en los cuales se podrán instalar los instrumentos de medición con los cuales se realizaran las prácticas de instrumentación y medición. • Realización del informe anual de las actividades realizadas durante este año (etapa 1). "Segundo año (Etapa2). Las metas a alcanzar son las siguientes: • Adquisición de todos los materiales, equipos y componentes requeridos para la construcción de los cabezales auto-desmontables para instalar los instrumentos de medición con los cuales se realizaran las prácticas. • Generar el manual de prácticas con los métodos y protocolos para la realización de las prácticas de instrumentación, calibración y medición. • Adquisición del software y del equipo computacional que se requerirá para el desarrollo del programa automático de monitoreo del sistema durante la realización de las prácticas. • Puesta en operación y pruebas preliminares del sistema didáctico integral para realizar prácticas. • Redactar un trabajo de difusión/divulgación para ser sometido y presentado en algún foro nacional relacionado con las energías renovables. • Realización del informe final de las actividades realizadas durante los dos años (etapas 1 y 2) del proyecto." |
| metadata.dc.description.selfAssessment: | Una vez concluidas las actividades de las dos etapas del Proyecto PAPIME PE017121 se concluye lo siguiente a manera de autoevaluación. Se logro concluir en su totalidad el diseño y construcción de cuatro sistemas didácticos, instrumentados con sensores electrónicos de medición de irradiancia solar, temperatura, caudal másico y presión. Esta infraestructura didáctica servirá para fortalecer la enseñanza y reforzar conocimientos en asignaturas de “medición y control”, “solar térmica I”, “solar térmica II”, y “termodinámica”, las cuales se imparten en la licenciatura en energías renovable LIER-UNAM. Los sistemas didácticos son funcionales y de manejo sencillo, con los cuales los estudiantes pueden operar sensores electrónicos de medición de ultima generación, que actualmente se utilizan en la industria e investigación del área de las energías renovables y áreas afines. Se desarrollaron en su totalidad los programas automáticos de registro y almacenamiento de datos, que se utilizan para realizar las cuatro practicas citadas, los programas son visuales, robustos y de manejo sencillo y complementan a los sistemas didácticos y capacitan a los estudiantes con el uso de software libre y comercial. También se generaron los manuales de las cuatro prácticas de instrumentación, calibración y medición, las cuales incluyen métodos y procedimientos estandarizados, conforme a la GUM y VIM, que son los estándares utilizados internacionalmente en metrología. Esto es importante porque los estudiantes adquieren los conocimientos y habilidades para realizar mediciones y estimar errores e incertidumbre de manera correcta. El grupo de trabajo considera que esta infraestructura didáctica desarrollada con el Proyecto PAPIME beneficiara de manera sustantiva a los estudiantes de la licenciatura de energías renovables, y además estos sistemas didácticos pueden hacerse extensivos a más facultades de ingeniería de la UNAM y de otras universidades del país, por lo cual se busco realizar una ponencia de difusión y divulgación de los beneficios de contar con infraestructura didáctica para la enseñanza. Un punto importante y que esta aún pendiente es realizar el tramite de las protecciones intelectuales correspondientes de los sistemas didácticos, del manual de prácticas y de los programas computacionales desarrollados exprofeso para las prácticas propuestas, para que la UNAM cuente oficialmente con los derechos de los sistemas didácticos creados. Finalmente se comenta que los sistemas didácticos entraran en operación en el mes de agosto del año 2023, dentro de la la asignatura de medición y control de la LIER-UNAM. |
| metadata.dc.description.goalsAchieved: | ETAPA 1 • Se realizaron todos los diseños conceptuales y de detalle, de las bases-soporte de los sistemas didácticos, se especificaron dimensiones, materiales, equipos primarios y componentes secundarios para la operación de los sistemas. También se especificaron y seleccionaron los subsistemas de adquisición de datos para la correcta operación de los sistemas didácticos. • Se especificaron y adquirieron los componentes secundarios para la construcción de las bases-soporte y cabezales para instrumentos, de cada uno de los cuatro sistemas didácticos. • Una vez construidas las bases de los cuatro sistemas didácticos, se instalaron junto con los cabezales y accesorios secundarios, en el laboratorio de termodinámica de la LIER-UNAM. • Se diseñaron y construyeron los cabezales necesarios para cada uno de los sistemas didácticos, se seleccionaron y especificaron los materiales para cumplir los requerimientos para la instalación de los instrumentos de medición (sensores electrónicos). • Se entrego en tiempo y forma a DGAPA, el informe de las actividades, correspondiente a la primera etapa del proyecto. ETAPA 2 • Se especificaron y adquirieron los materiales necesarios para la construcción de todos los cabezales para la instalación de los instrumentos de medición (patrones y de trabajo), de los cuatro sistemas didácticos. Se adquirieron los instrumentos electrónicos de medición de irradiancia solar, caudal másico, temperatura y presión. • Se genero un manual con las cuatro practicas de instrumentación, calibración y medición de; irradiancia solar, caudal másico, temperatura y presión, con enfoque en aplicaciones de energías renovables. Los procedimientos y métodos de las practicas son normalizados conforme a la (GUM, 2011) y la (VIM, 2008). También se generaron las fichas técnicas que contienen las especificaciones para la construcción de los cuatro sistemas didácticos, con miras al trámite de protección intelectual. • Se seleccionó y adquirió el software para desarrollar los programas de registro y almacenamiento de las variables obtenidas en las prácticas, (software libre para arduino y software comercial Agilent Vee 9.1), y se seleccionó y adquirió el equipo computacional: laptop, componentes electrónicos, módulos, y fuentes de alimentación y adaptadores electrónicos.. • Se realizaron pruebas preliminares en los cuatro sistemas didácticos, verificando el correcto funcionamiento de las bases-soporte, cabezales, instrumentos de medición, equipos primarios, accesorios secundarios y programas de registro y almacenamiento. • Se presentaron los avances y resultados del Proyecto PAPIME PE107121, mediante una ponencia, en el foro de difusión y divulgación “Jornada de Proyectos PAPIME 2022” evento que se llevo a cabo y organizo en el Instituto de Energías Renovables de la UNAM. • Se redacto el informe final de las etapas 1 y 2 del proyecto PAPIME PE107121, para su presentación en tiempo y forma en la plataforma de DGAPA. |
| metadata.dcterms.provenance: | Instituto de Energías Renovables (IER) |
| metadata.dc.subject.DGAPA: | Ingenierías |
| metadata.dc.type: | Proyecto PAPIME |
| Aparece en las colecciones: | 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías |
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