Proyecto de Mecánica de fluidos: Módulo de distribución de caudales, con Arduino y Java

El proyecto de final de semestre de la materia de mecánica de fluidos, en la carrera de licenciatura en Ingeniería Electromecánica de la Universidad Tecnológica de Panamá, sede Azuero consiste en un Módulo de Distribución de Caudales.  Llevar a cabo un proyecto de mecánica de fluidos no es fácil. Aún así, nos esforzamos por presentar un proyecto de calidad, un verdadero diseño de ingeniería. El proyecto consiste en un sistema de tuberías con diferentes características que las hacen diferentes una de otra.

La tubería roja posee el mismo diámetro (1/2 «) que la tubería amarilla, pero poseen diferentes longitudes. La tubería roja y la tubería verde poseen la misma longitud, pero diámetros distintos (1/2 » vs 1″). Este es el resultado de un grupo de trabajo d 8 estudiantes que han aportado sus ideas, recursos y mano de obra para llevar a cabo este proyecto. Estos son:

• Miguel Moreno
• Rolando Mendieta
• Felipe Cortés
• Edgardo Tuñón
• Mareilys Girón
• Dilsa Angulo
• Karina Pérez

Y mi persona, Antony García. Aprovecho la oportunidad que cuento con este blog para publicar nuestro trabajo y compartirlo con ustedes. EL proyecto ha sido diseñado para utilizarse con el banco hidráulico con que se cuenta en la Universidad.   El proyecto se adapta por medio de una manguera que posee una rosca y embona directamente en la salida del banco hidráulico, que posee una bomba en su interior y un depósito de agua. Las tuberías se han pintado de colores para propósitos de comodidad al utilizarlo con el software que se utiliza con el proyecto. Se construyó una base de aluminio para poder apoyar el proyecto en el banco. Esto hace que el proyecto sea liviano y fácilmente desmontable. El proyecto se pensó para ser un accesorio del banco hidráulico, algo que le agregara nuevas funciones al mismo y que le permita a los estudiantes llevar a cabo laboratorios de mecánica de fluidos que antes no nos era posible realizar.   Para realizar las mediciones, es necesario conectar los sensores a Arduino, que funciona como DataLogger. Una vez el DataLogger esté conectado, se procede a ejecutar el programa que funciona como interfaz de control.

Con el DataLogger conectado, se activa una serie de opciones que le permiten al usuario modificar ciertos parámetros, como el Coeficiente de Hazen-Williams que es una constante utilizada en la ecuación de cálculo de pérdidas. Se puede escoger las unidades en las que se expresa el caudal y las pérdidas. Una vez establecidos los parámetros, se Inicia el Experimento y aparece una ventana con una serie de monitores que indican el estado del sistema.

En los diferentes monitores se muestra diferentes tipos de información, que se tabulan en el monitor de la esquina inferior derecha. Al final de la experiencia, se detiene el experimento y se exportan los datos a una hoja de cálculo de Excel.

Los datos mostrados en pantalla son puros datos aleartorios que no representan un fenómeno físico, sino una secuencia matemática escogida al azar. En los siguientes videos se hace presentación formal del proyecto.

 

Esto ha sido una idea que traemos desde el semestre pasado, cuando dimos Mecánica de Fluidos I con el profesor Rafael Córdoba. En aquellos días el proyecto no trabajó correctamente pero no nos dimos por vencidos. De hecho, lo que en aquella ocasión falló fue la parte que a mi me concierne, es decir, la comunicación entre los sensores y la computadora.

Esta vez asumí el reto de diseñar una interfaz en la computadora, debido a que mis habilidades se ajustan mejor a este tipo de proyectos, con elementos electrónicos e informáticos. Las consideraciones en el diseño, los tipos de materiales a usar y la disposición de las tuberías son ideas del compañero Miguel Moreno, con la ayuda de los demás integrantes del grupo. Ellos se encargaron de unir los elementos necesarios para que el proyecto tuviera forma y me aportaron sus valiosas ideas para diseñar una interfaz que se ajustara a las necesidades de nosotros los estudiantes.

Sin la ayuda de todos y todas, y sin la asistencia del profesor Cenobio Villalobos no se podría haber llevado a cabo este proyecto. Tanto al profesor Rafael Córdoba, como al profesor Cenobio se les agradece su valiosa ayuda y los buenos consejos y sugerencias que aportaron durante la concepción y la ejecución de la idea.

Aún queda pendiente mostrarles el funcionamiento del proyecto en tiempo de ejecución, lo cual no nos fue posible grabar en video debido a que el año se acabó y la Universidad Permanecerá cerrada hasta el mes de Enero. Cuando abran de nuevo las instalaciones de la Universidad se mostrará el proyecto funcionando con el banco y se harán las guías para los estudiantes.

Hasta entonces, esperamos sus comentarios y sugerencias acerca de este proyecto. Saludos.