Simulación numérica del equilibrio térmico de cuerpos en contacto aplicando el método Montecarlo

Las condiciones de confinamiento social obligatorio como medida para detener la propagación del COVID-19 ha repercutido en los espacios académicos, de esta manera tanto los estudiantes y docentes universitarios estamos impedidos como medida sanitaria de hacer uso de laboratorios, lo que implica una dificultad para la enseñanza-aprendizaje, sobre todo en asignaturas que tiene un componente práctico u horas de laboratorio de manera considerable, como es el caso de los cursos de física. Es en este contexto que los estudiantes de ingeniería civil del V ciclo, a través del curso de métodos numéricos desarrollaron la simulación numérica de Montecarlo. Para este fin se establecieron varias actividades virtuales, como es el caso de la realización de un taller de capacitación en lenguaje de programación; de la misma forma se llevó a cabo el diseño de un diagrama de flujo o algoritmo para luego implementarlo en códigos de programación BASIC. El objetivo de esta investigación es simular numéricamente el comportamiento térmico del sistema, así como su evolución temporal, por medio de un modelo físico basado en los intercambios energéticos. Este se fundamenta en el comportamiento de las partículas que componen los cuerpos, que en base a su movimiento aleatorio chocan o colisionan con la pared de contacto transfiriendo energía. Esto permite ver la evolución “temporal” del sistema hasta lograr el equilibrio térmico; obteniendo resultados que, para mayores unidades de “tiempo” virtual el sistema tiende a lograr su equilibrio térmico, que comparados con los resultados teóricos se logran márgenes de error cada vez más pequeños. El comportamiento aleatorio de este sistema hace propicio aplicar el método de Montecarlo representando esto una estrategia de aprendizaje generando un “laboratorio virtual” donde se propician aprendizajes significativos a bajo costo.