Determinación experimental del caudal mediante regresión lineal: Un sistema didáctico y asequible de mecánica de fluidos

Abstract

Durante el dictado de clases de Mecánica de Fluidos, se desarrolló un sistema didáctico de bajo costo y circuito cerrado para la medición de caudal volumétrico (Q) mediante el método de regresión lineal. El sistema utiliza una bomba sumergible económica y un variador de voltaje que permite variar y ajustar el caudal, verificado con un flujómetro rotámetro de referencia. Esta capacidad es crucial para asignar diferentes valores experimentales a grupos de estudiantes, fomentando la independencia en el análisis estadístico y evitando la copia de datos. El diseño permite la recirculación continua del agua, haciendo el experimento sostenible y de fácil implementación en el aula. La metodología consistió en recolectar múltiples pares de datos discretos de Volumen (V) vs. Tiempo (t) y ajustar estos datos al modelo lineal V = A + Bt. Los resultados para un caudal de referencia de 4,0 L/min (66,67 cm3/s) arrojaron un caudal calculado por regresión de 70,14 cm3/s (R2= 0,9997) con un porcentaje de diferencia (%D) del 5,20%. Se concluye que el sistema provee una herramienta de laboratorio precisa y asequible que es didácticamente superior por su modelo de recirculación y su enfoque en el análisis estadístico riguroso e individualizado.