Empleo de nuevas tecnologías aplicadas a la química analítica

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Publication date
2023
Reading date
26-05-2023
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Abstract
In recent years, technology has advanced at an unprecedented rate, transforming the way we live, work, and learn. From smartphones that put multiple tools in the palm of our hands to accessible robotics that can be learned by anyone, technology has become a ubiquitous presence in our lives. This thesis builds on this trend, exploring the interconnection between chemistry and new technologies. Specifically, the thesis focuses on the advantages of programming, image colour treatment, and 3D printing in chemistry. The thesis is divided into three sections. The first section, which comprises ten chapters, examines the use of smartphones as an analytical tool. One of the most notable features of smartphones is their camera, which can capture information about the environment. By filtering and processing this information using appropriate programming codes, colorimetric analyses can be performed. The chapters in this section explore the use of smartphones to measure foliar iron and chlorophyll content in leaves and aquatic environments, and the study of food dyes and quinine in food samples. The second section of the thesis is focused on the development of robots for automated analysis. This section includes four chapters and explores how simple platforms for programming, such as Arduino boards and Raspberry Pi devices, can be used to create electronic devices. With the correct programming of these boards and the appropriate connections to sensors and other devices, laboratory automation can be achieved at low cost and tailored to the operator's needs. The chapters in this section also discuss devices for colour analysis using Raspberry Pi and for automating the preparation and analysis of samples using Arduino. Finally, the third section of the thesis, which comprises a single chapter, focuses on educational research. This chapter explores the use of a video game as a teaching tool, designed from the perspective of gamification and Game-Based Learning (GBL). The game includes simulated laboratory practices and exercises to help students reinforce their knowledge and presents a mini-game for laboratory waste management and videos to explain the more complex sections of the educational planning contents. Overall, this thesis provides valuable insights into the advantages of using new technologies in chemistry, with practical applications in both research and education. By exploring the interconnection between chemistry and new technologies, this thesis demonstrates the potential for innovative solutions that can revolutionize the field.
En los últimos años, la tecnología ha avanzado a un ritmo sin precedentes, transformando la forma en que vivimos, trabajamos y aprendemos. Desde los teléfonos inteligentes que ponen múltiples herramientas en la palma de nuestras manos hasta dispositivos robóticos de fácil acceso, la tecnología se ha convertido en una presencia omnipresente en nuestras vidas. Esta tesis se basa en esta tendencia, explorando la interconexión entre la química y las nuevas tecnologías. En concreto, la tesis se centra en las ventajas de la programación, el tratamiento de color de imágenes y la impresión 3D en química. La tesis se divide en tres secciones. La primera sección, que consta de diez capítulos, examina el uso de los teléfonos inteligentes como herramienta analítica. Una de las características más notables de los teléfonos inteligentes es su cámara, que puede capturar información sobre el medio ambiente. Al filtrar y procesar esta información usando códigos de programación apropiados, se pueden realizar análisis colorimétricos. Los capítulos de esta sección exploran el empleo de teléfonos inteligentes para medir el contenido foliar de hierro y clorofila en hojas y ambientes acuáticos, y el estudio de colorantes alimentarios y quinina en muestras de alimentos. La segunda sección de la tesis se centra en el desarrollo de robots para el análisis automatizado. Esta sección incluye cuatro capítulos y explora cómo se pueden utilizar plataformas simples de programación, como placas Arduino y dispositivos Raspberry Pi, para crear dispositivos electrónicos. Con la correcta programación de estas placas y las conexiones adecuadas a los sensores y otros dispositivos, se puede lograr la automatización del laboratorio a bajo costo y a la medida de las necesidades del operador. Los capítulos de esta sección también tratan sobre dispositivos para el análisis de color con Raspberry Pi y para la automatización de la preparación y el análisis de muestras con Arduino. Finalmente, el tercer apartado de la tesis, que consta de un único capítulo, se centra en la investigación educativa. Este capítulo explora el uso de un videojuego como herramienta de enseñanza, diseñado desde la perspectiva de la gamificación y Game-Based Learning (GBL). El juego incluye prácticas y ejercicios de laboratorio simulados para ayudar a los estudiantes a reforzar sus conocimientos y presenta un minijuego para la gestión de residuos de laboratorio y videos para explicar las secciones más complejas de los contenidos de planificación educativa. En general, esta tesis proporciona información valiosa sobre las ventajas del empleo de nuevas tecnologías en química, con aplicaciones prácticas tanto en investigación como en educación. Al explorar la interconexión entre la química y las nuevas tecnologías, esta tesis demuestra el potencial de soluciones innovadoras que pueden revolucionar el campo.
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