Introducción a la dinámica de fluidos computacional en el grado de ingeniería química UCM mediante el aprendizaje basado en investigación

Abstract

Como principal objetivo, en este Proyecto de Innovación Educativa se propone la introducción del manejo de software basado en Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) en las competencias del grado de Ingeniería Química de la UCM, en particular, en las asignaturas de Mecánica de Fluidos e Ingeniería Térmica del grado de Ingeniería Química (GIQ), asignaturas impartidas en el segundo y tercer curso de la titulación, respectivamente. Como principal metodología, se ha aplicado el Aprendizaje Basado en Investigación (ABI) para incorporar el manejo básico de software CFD mediante la resolución de casos prácticos que logren una actualización y mejora significativa de la formación de los estudiantes del GIQ, y una mejora del proceso enseñanza-aprendizaje en el currículo formativo del Ingeniero Químico. La introducción de los casos prácticos no pretende lograr un manejo avanzado en software basado en CFD (lo que requeriría la impartición de un curso específico destinado a esta materia), pero sí un contacto introductorio con los módulos de CFD y de Transferencia de Calor de Comsol-MP, de mucha utilidad y cada vez más demandados en los entornos laborales del ámbito de la ingeniería química. La ejecución de las tareas propuestas en este proyecto ha conducido a lograr buena parte de los objetivos inicialmente propuestos, entre los que cabe destacar los siguientes: Se han elaborado 4 Casos Prácticos que serán presentados como material adicional con sus correspondientes Guías Prácticas en el Campus Virtual de las asignaturas de Mecánica de Fluidos e Ingeniería Térmica, impartidas en el segundo y tercer curso del grado de Ingeniería Química de la UCM, respectivamente. Los materiales propuestos permitirán a los alumnos/as del GIQ tomar un primer contacto con el software COMSOL-MP siguiendo las pautas del Aprendizaje Basado en Investigación. El diseño de los casos prácticos permitirá reforzar aspectos concretos de las asignaturas citadas, como son las transformaciones de energía en un flujo compresible y no compresible, afianzando contenidos impartidos como son presión de Laval, definición de tobera, efectos de la presión exterior en toberas ampliadas y convergentes, ondas de choque o el cálculo del flujo calor y perfil de temperaturas en sólidos, entre otros. De cara a la introducción de los casos prácticos a los alumnos/as del GIQ, se propondrá la inclusión de este contenido en la Guías Docentes de las asignaturas de Mecánica de Fluidos e Ingeniería Térmica en el próximo curso 2026-2027 o en los Laboratorios de Prácticas de estas asignaturas. Los resultados alcanzados en este PIE son consistentes con 2 de las líneas preferentes de la convocatoria Innova-Docencia 2023-2024 que recoge, entre otras prioridades, la “Innovación en recursos educativos basados en competencias digitales” y el desarrollo de “Propuestas metodológicas que puedan incorporarse a la memoria del título, según se establece en el RD 822/21” que incluye entre otras “aprendizaje basado en el trabajo por proyectos, en la resolución de problemas o casos prácticos y trabajo colaborativo”.