Diseño de las prácticas virtuales para las unidades de destilación continua e intercambiador de calor de tubo-carcasa del laboratorio de operaciones unitarias

Abstract

El avance de las tecnologías de información y comunicación han proporcionado a las instituciones de educación superior herramientas para el diseño de una enseñanza adaptada a los requerimientos de la sociedad moderna. En ingeniería, la implementación de laboratorios virtuales que complementan la enseñanza tradicional es cada vez más usual, fomentando el desarrollo de aptitudes indispensables para el análisis y razonamiento de los procesos teórico-prácticos impartidos en los laboratorios tradicionales. En este trabajo se describen los pasos que llevaron al diseño de las prácticas virtuales de una columna de destilación continua y un intercambiador tubo-carcasa usando una interfaz que combina modelos matemáticos en condiciones estacionarias para cada equipo y el uso de un simulador comercial como motor de cálculo haciendo su ejecución en segundo plano. El programa se elaboró usando Microsoft Excel® como soporte de la aplicación mediante formularios diseñados en Visual Basic para Aplicaciones, de forma que se logra una conectividad bidireccional con el simulador de procesos químicos PRO/II® de Invensys Sistem®. La práctica se lleva a cabo a través de tres módulos: teórico en condiciones estacionarias, simulación Excel-PRO/II® y simulación en PRO/II®. La aplicación desarrollada permite al estudiante hacer la simulación de los equipos a partir de un modelo sustentando en los conocimientos teóricos adquiridos en fenómenos de transporte, contrastarlo con los resultados obtenidos de un simulador comercial y reforzar la capacidad de análisis al comparar ambos, con los datos provenientes de las practicas reales realizadas en el laboratorio. Las desviaciones encontradas al comparar los resultados mostraron para ambos equipos valores menores de 10% respecto a los experimentales. Las prácticas virtuales desarrolladas fomentan un aprendizaje dinámico permitiendo aumentar la destreza en el manejo de simuladores de procesos químicos complementando el aprendizaje y sirviendo de alternativa a la solución de los problemas típicos de un laboratorio tradicional: limitada planta física, costo de mantenimiento y reposición de equipos.