Planteamiento y objetivos

El presente proyecto se enmarca en el área de la Ingeniería Química, disciplina que desde sus inicios, en torno al año 1800, está orientada a la síntesis de la información, los conocimientos y la experiencia en una gran variedad de campos para diseñar el equipo necesario en el que se puedan desarrollar las reacciones químicas (en este caso en un reactor químico) de la forma más eficiente.

De esta manera, los reactores químicos se diseñan para maximizar la conversión de reactivos a productos en una reacción química con el menor coste posible.

La aplicación de estos diseños desde la experimentación en laboratorio y plantas piloto, hasta su utilización en la industria, requiere de conocimientos de termodinámica, cinética química, mecánica de fluidos, balances de materia y energía, etc.

Además para el desarrollo de los Sistemas de automatización industrial (fábricas e industria), los sensores son una parte clave. Los sensores de automatización industrial son dispositivos de entrada que proporcionan una señal (salida) con respecto a una cantidad física específica (entrada), que permite monitorizar el trascurso de la reacción.

En los sistemas de automatización industrial, los sensores miden variables de proceso (temperatura, presión, flujo, pH, turbidez), variables eléctricas (voltaje, corriente, frecuencia), variables mecánicas (rotación, número de ciclos, presiones estáticas y dinámicas) y variables ambientales (humedad, vibración, velocidad y dirección del viento).

Así, conseguirán detectar, analizar, medir y procesar gran cantidad de datos, lo que facilitará la realización de pruebas en el diseño de los reactores químicos y en la implantación de controles en los procesos en los que se desarrollan.

Si bien la Ingeniería Industrial y la automatización de los procesos industriales se encuentran fuera del alcance de los estudios de Bachillerato, es importante el entendimiento de su potencialidad dado que están presentes en gran variedad de procesos industriales como la producción de alimentos o medicamentos, el tratamiento de aguas, la producción petroquímica, y actualmente con gran desarrollo en industrias para el reciclaje de residuos.

Se consideró por tanto de interés, desarrollar un Proyecto que pueda ser considerado para la iniciación de los alumnos en el diseño de un reactor químico, con los siguientes objetivos:

1. Desarrollar un prototipo electrónico con Arduino que permita medir condiciones específicas producidas por una reacción química. 2. Facilitar un modelo experimental para el entendimiento de los cambios en las reacciones químicas. 3. Aplicar la programación para establecer el sistema de monitorización de los cambios producidos en el entorno de una reacción química.

Para alcanzar estos objetivos se establece como objetivo general del proyecto es construir un reactor químico capaz de medir diferentes cantidades físicas con sensores programados en Arduino, para facilitar el diseño e implementación de prácticas de laboratorio que refuercen los conocimientos teóricos adquiridos en asignaturas como Física y Química y Tecnología de Bachillerato y que facilite la compresión del desarrollo y automatización de procesos industriales.