Proyecto Fin de Carrera Ingeniería Química Página 1 de 16 INTRODUCCIÓN.-

Transcripción

1 Página 1 de 16 PROYECTO FIN DE CARRERA INGENIERÍA QUÍMICA INTRODUCCIÓN.- Con el Proyecto Fin de Carrera en Ingeniería Química se intenta que el estudiante realice un ejercicio en el que pueda poner en práctica los conocimientos adquiridos durante sus años de carrera de la forma más realista posible. Se pretende que éste sea un trabajo que se acerque lo más posible a una situación real a la que, en un futuro, podrá enfrentarse como profesional el actual estudiante. No es, por tanto, un trabajo de investigación ni una recopilación bibliográfica sobre los antecedentes de una determinada materia o tecnología. El alumno deberá poner en práctica las herramientas de cálculo técnico y económico estudiadas a fin de resolver el caso planteado, decidiendo en cada momento cuál es el método, la ecuación, el procedimiento de cálculo, que más se adecua a cada punto del problema específico planteado. Por último, el estudiante debe tener en cuenta que está realizando un proyecto de ingeniería y en este sentido debe plantear el proyecto de forma equilibrada y con soluciones técnicas y económicas factibles. Asimismo, el proyecto debe concebirse como un equilibrio entre la información que se quiere transmitir (construcción de la columna de destilación, diseño del intercambiador, etc.) y los medios utilizados para transmitirla (número de páginas, número de planos, etc.). Se debe optimizar esta relación entre contenido y continente como se haría en cualquier proyecto de ingeniería en la vida profesional. Así pues, en el proyecto no se debe incluir de forma general: Teorías que puedan ser encontradas en la bibliografía común. Descripciones y preámbulos innecesarios sobre la metodología de cálculo empleada. Desarrollos matemáticos.... etc. No obstante, y puesto que se trata de un PFC de un estudiante, en los Anexos, se debe detallar cómo se ha aplicado cada método de cálculo y justificar brevemente por qué ha sido elegido éste y no otro.

2 Página 2 de 16 REGLAS GENERALES Soluciones en la memoria, justificación de cómo se ha llegado a esa solución y métodos de cálculo en los anexos. Optimizar la información contenida en la memoria frente al continente (número de páginas y planos). No incluir información innecesaria o redundante. Número de páginas máximas aconsejadas en la memoria, 50. Utilizar el S.I. de unidades (si no hay más remedio que usar otro tipo de unidades, se pondrá la correspondiente equivalencia). Mantener un criterio homogéneo respecto a los decimales (punto o coma) a lo largo de todo el proyecto. No utilizar punto para indicar miles, millones, etc. Redacción en impersonal. PARTES DEL PFC EN INGENIERÍA QUÍMICA.- Un PFC consta de las siguientes partes: I.- II.- III.- IV.- Memoria y Anexos a la memoria Pliego de condiciones Presupuesto Planos. I.- MEMORIA.- Longitud máxima aconsejada: 50 páginas Optimizar la información contenida frente al número de páginas Sólo contiene soluciones, la justificación de esas soluciones vendrá en los Anexos de la Memoria del Trabajo Fin de Carrera. La memoria consta de: a b c d e f g h i Introducción Solución aportada Equipos auxiliares Instrumentación y control Seguridad y medio ambiente Disposición en planta Programación de actividades Estudio económico Resumen del presupuesto

3 Página 3 de 16 I a.- INTRODUCCIÓN Contendrá: Descripción del problema propuesto y objetivos a conseguir con la ejecución del proyecto (prácticamente será un resumen del enunciado del problema). Datos de partida de las corrientes de entrada o salida. Resumen de las propiedades físicas y químicas de las sustancias y compuestos químicos utilizados, necesarias para los cálculos desarrollados posteriormente. (Ejemplo: Punto de fusión, ebullición, calor específico, calor latente,...etc.) I b.- SOLUCIÓN TÉCNICO-ECONÓMICA APORTADA Contendrá: I b-1) Diagrama de flujo de la solución óptima. Incluirá al menos, composición, caudal y Tª de las corrientes que intervienen. I b-2) Breve resumen de la justificación técnica y económica aportada. Estudios de mercado Estudios técnicos y económicos Viabilidad Estado la técnica...etc En los Anexos deben detallarse las distintas opciones estudiadas y la justificación de la solución adoptada. I b-3) Resumen de los cálculos físicos y químico. Balance de materia, energía y cantidad de movimiento Métodos numéricos y/o gráficas de cálculo.... etc. I b-4) Resumen de los cálculos mecánicos Cálculo de espesores Cálculo de anclajes, puntos de sujeción Estudio de los materiales de construcción elegidos en función del proceso /producto. Pérdida de carga

4 Página 4 de etc. I c.- EQUIPOS AUXILIARES Necesariamente el/los equipo/s diseñado/s deberá/n contar con una serie de equipos auxiliares de carácter comercial que se pueden adquirir en el mercado (bombas, filtros, soplantes, compresores, equipos de vacío, caldera de vapor, torres de refrigeración,...etc.). En este apartado se realizará una breve justificación de cada uno de los equipos necesarios para la solución. Cualquier cálculo técnico asociado a los equipos será realizado en los Anexos. I d.- INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL Se estructurará esta sección atendiendo a los siguientes aspectos: A la vista de las características del sistema estudiado, se indicará qué variables se quiere controlar y qué variables se manipulará para ello, estableciendo claramente la relación entre ellas Breve descripción de los tipos de control y sus características, indicando cuál se escoge y por qué Descripción del sistema de control, que incluirá: Lazos o bucles de control Instrumentación escogida (modelo, marca, características) Diagrama de control resultante, identificando todos sus elementos Funcionamiento del sistema de control diseñado cuando se produce una alteración de las variables que se quiere controlar, haciendo referencia a los elementos que aparecen en el diagrama de control. I e 1.- SEGURIDAD Identificación de peligros Por las sustancias (Fichas de seguridad) Por los procesos (AMFE, HAZOP, What if) Evaluación del riesgo Incendio/Explosión (Índice Dow) Toxicidad (ecuaciones de P-G, límites de toxicidad, zona afectada, acciones de evacuación en caso de accidente) Medidas adoptadas para reducir, paliar o eliminar el riesgo Legislación aplicable

5 Página 5 de 16 Se estudiarán los peligros asociados al proceso: los debidos a las substancias empleadas y los debidos a la forma de trabajar, indicando cuáles son los más importantes que se han identificado. Se analizará el riesgo que suponen y las medidas que se deben adoptar para paliarlos (modificación del proceso, mejora de la seguridad, modificación de la forma de trabajar, señalización de conducciones, etc.). Se realizará un análisis de la legislación en materia de seguridad e higiene, pero sólo será tenida en cuenta para el desarrollo del PFC, y por tanto citada en los anexos, aquella que esté directamente relacionada con el tipo de proyecto a realizar. I e 2.- MEDIOAMBIENTE (si procede) Con la intención de abreviar el esfuerzo y el tiempo que el alumno pone en su PFC, no se elaborará una evaluación de impacto ambiental que es obligatorio en un proyecto real. En este apartado se identificarán las emisiones, vertidos y producción de sustancias tóxicas correspondientes al PFC indicándose, de forma cualitativa y muy generalizada, los posibles daños al medio natural. Si el proyecto en cuestión no entraña ningún riesgo para el medio ambiente, en este apartado se indicará de forma resumida por qué es así. I f.- DISPOSICIÓN EN PLANTA Layout (diagrama indicando las distancias entre equipos) Limitaciones de terreno Disposición en planta horizontal vertical I g.- PROGRAMACIÓN DE ACTIVIDADES PARA LA EJECUCIÓN DEL PROYECTO Se elegirán entre 20 y 40 actividades principales de igual importancia que cubran la ejecución de todo el proyecto. Estimando el tiempo de duración, y si es posible el coste de cada una, se realizará una programación de actividades por medio de cualquiera de los métodos estudiados. En la memoria sólo se incluirá el desarrollo de actividades, en los Anexos se especificarán los cálculos. El programa de trabajos debería incluir al menos, las siguientes etapas, divididas a su vez en actividades; - Fase de ingeniería de detalle o redacción de proyecto de construcción - Selección de equipos, compra y acopio de los mismos - Montajes y pruebas en taller - Transporte y montaje in situ - Instalación eléctrica, cableado y equipos de control

6 Página 6 de 16 - Ajustes finales (calibrados, instrumentación y control, pruebas de motores, etc.) - Fase de pruebas y puesta en marcha I h.- ESTUDIO ECONÓMICO El estudio económico contendrá, como mínimo, un cálculo de los costes de operación que supone la unidad diseñada. Si los datos lo permiten se efectuará un análisis de la inversión de acuerdo con los métodos estudiados (TIR, VAN, ROI,... etc. ). Debe tenerse en cuenta que, cuando sea posible realizar un análisis de la inversión, esto puede condicionar el diseño óptimo de la planta o del proceso; por lo tanto, se debe realizar un estudio económico aproximado, en la fase de diseño, que será completado en este punto. Debería contrastarse con la bibliografía los costes de producción del producto generado por el proceso mediante otros procesos distintos, o al menos con los valores de mercado ( /kg, /t), con el fin de determinar la viabilidad económica del proceso seleccionado, si bien éste puede haber sido elegido por otros motivos (ambientales, disponibilidad de materias primas, etc.) Como orientación, se indica que los costes de operación deberían incluir: Costes de personal de operación Costes de materias primas Costes de reactivos químicos adicionales Costes de energía (tabla de potencias y consumos eléctricos) Coste de otros combustibles (fuel, gas natural, etc.) Costes auxiliares (aire, vapor, agua para proceso o calderas, etc.) Costes de evacuación de residuos o subproductos Mantenimiento (preventivo y correctivo) Elementos de mantenimiento (grasas y aceites, consumibles) Amortización, costes financieros, Autorizaciones, permisos, seguros, canon de vertido, etc. Si sólo se va a diseñar un equipo, no es posible realizar este estudio económico por lo que habrá que calcular sólo los costes directos y cuál es la contribución de la unidad diseñada al coste unitario del proceso. I i.- RESUMEN DEL PRESUPUESTO Se incluirá la cantidad a la que asciende el presupuesto del proyecto, poniéndola tanto en cifras como en letras.

7 Página 7 de 16 I.- ANEXOS Contendrá los anexos necesarios correspondientes a la memoria. Se recomienda incluir un primer anexo de Tabla o Resumen de Variables, en el que se indique, de forma resumida las variables del proceso y dimensiones de elementos principales (caudal o cantidad de producto, rendimiento del proceso, dimensiones generales de los equipos principales, caudales, presiones y temperaturas de las corrientes de alimentación, producto, subproductos o residuos, recirculaciones, etc.). Algunos anexos recomendados son los siguientes: Resumen o tabla de variables Resumen de cálculos de ingeniería química Balances de materia, energía y cantidad de movimiento Métodos numéricos y/o gráficas de cálculo, etc. Resumen de cálculos mecánicos Cálculo de espesores y dimensiones. Cálculos de anclajes, puntos de sujeción Estudio de los materiales de construcción elegidos en función del proceso/ producto Diseño de tuberías, pérdidas de carga, etc. Cálculos eléctricos. Tabla de potencias de motores y consumos Estudio económico Seguridad Medio ambiente (si procede) Programación de actividades Disposición en planta Instrumentación y control II.- PLIEGO DE CONDICIONES Contendrá las especificaciones técnicas de los equipos que se han diseñado y de los equipos auxiliares que se han de adquirir, redactado de forma precisa y adecuada. El tiempo verbal utilizado en este documento debe mantenerse a lo largo del mismo (bien en futuro, lo más habitual, bien en presente). Asimismo, se describirán las tareas que deben ser subcontratadas y su plazo de ejecución de acuerdo con el diagrama de tiempos. - Normas y leyes aplicables - Materiales y procesos a utilizar - Especificaciones técnicas de equipos

8 Página 8 de 16 - Subcontrataciones El documento deberá hacer referencia a que el Contratista deberá adoptar las prácticas de trabajo y utilizar los materiales y productos químicos adecuados valorando su eficiencia, priorizando aquellos que sean seguros, respetuosos o menos perjudiciales para la salud de las personas y el medio ambiente. Deberá velar por la reducción y minimización del consumo de recursos (agua, electricidad, materias primas, etc.), adaptando su sistema de trabajo para mejorar su eficiencia y respetar el cumplimiento de la legislación medioambiental, principalmente en materia de residuos (correcta gestión y segregación según sus características), emisiones y vertidos, previendo cualquier tipo de molestias al entorno. Además, deberá colaborar con las recomendaciones y compromisos del Promotor en esta materia. III.- PRESUPUESTO El formato debe ser acorde con la normativa vigente. Debe indicarse cómo se ha realizado la estimación de dicho presupuesto. Debe contener: Mediciones Cuadro de Precios nº 1 y 2 (justificación de precios) Presupuestos parciales Resumen de presupuesto (presupuesto de ejecución material y presupuesto de ejecución por contrata) Debe especificarse claramente en la memoria el alcance de suministro del proyecto y si se incluyen en los cálculos elementos que luego no se valoran (p.e. obra civil o instalación eléctrica), debe especificarse claramente. IV.- PLANOS Disposición general. Planos específicos de conjunto y de cada una de las partes. Se adjuntarán los planos mínimos necesarios para el desarrollo del proyecto. Debe tenerse en cuenta que algunos equipos serán encargados en talleres y por tanto los planos deben permitir que el mecánico los pueda construir. La escasez de planos será penalizado en la nota del proyecto al igual que un exceso y redundancia de los mismos. Los planos deberán cumplir las reglas de normalización vigentes. Hay que tener especial cuidado en seguir las normas referentes al tamaño de planos, márgenes, cajetín, doblado y acotación de los dibujos.

9 Página 9 de 16 SOLICITUD Y PRESENTACIÓN DEL PFC.- El PFC no está sometido a convocatorias y en principio podrá ser defendido por el alumno durante todo el curso académico. El proyecto fin de carrera concluye con la presentación de la memoria y su defensa ante un tribunal de tres miembros, que son profesores del Departamento de Ingeniería Química. Para que un estudiante pueda ser evaluado una vez el proyecto haya sido defendido, debe estar matriculado de PFC. Sin embargo, ésta es una matrícula especial, y su plazo comienza en Octubre y finaliza en el mes de Abril. No obstante, para empezar el PFC no hacer falta estar matriculado. Únicamente es necesario matricularse para su defensa. Los pasos a seguir hasta la lectura del PFC son: 1. Asignación del PFC al alumno. El PFC se asigna a los estudiantes cuando cursan la asignatura PROYECTOS de cuarto curso para que inicien la búsqueda de información sobre los distintos aspectos del tema a estudiar. Las dudas que se susciten hasta la asignación de tutor sólo se dirigirán al profesor responsable de la asignatura PROYECTOS. Existe la posibilidad de proponer el tema del PFC bien por el propio alumno, bien por otra persona con experiencia (profesores de otro Departamento, personal que trabaja en la industria, etc). En este caso, el alumno deberá presentar un anteproyecto (unas 2 hojas) donde indique el objetivo y alcance del PFC que propone. Este tipo de proyectos debe tener el mismo formato y alcance que se exige para los PFC propuestos por el Departamento de IQ. 2. Cuando el estudiante tenga aprobado, como mínimo, todo el primer ciclo y el 80% de cuarto curso podrá solicitar que se le asigne un tutor. Para ello presentará su solicitud en los plazos establecidos a continuación por correo electrónico a diqui@ua.es o con copia impresa en Secretaría del Departamento de Ingeniería Química siguiendo el formulario que aparece en el anexo de este documento. Los plazos son los siguientes: del 7 al 22 de enero, del 1 al 15 de marzo, del 10 al 25 de julio y del 1 al 15 de octubre. 3. En el tablón de anuncios del Departamento de Ingeniería Química y en el Campus Virtual se publicará la lista de proyectos con el correspondiente tutor. Para cualquier consulta relativa a su proyecto, el alumno contactará por correo electrónico con su tutor para concertar horario. 4. Documento inicial: Antes de iniciar el proyecto, se preparará un documento inicial (4 folios máximo, incluidos esquemas y diagramas de proceso) en el que se analizará el PFC y se plantearán las posibles soluciones a abordar, así como los pasos que se seguirán en el desarrollo del proyecto. En él debe quedar claramente reflejado el objeto del proyecto y las condiciones para las que se va a realizar el diseño. Este documento será expuesto por el alumno al tutor. Una vez

10 Página 10 de 16 modificado, de acuerdo con las indicaciones del tutor, servirá de guía para la realización del PFC y deberá ser entregado con el Borrador de cálculos en Ingeniería Química. 5. Borrador de cálculos en Ingeniería Química. Una vez tenga el alumno suficientemente avanzado el PFC, preparará un borrador donde se detallarán los cálculos realizados en materia de Ingeniería Química (Balances de materia, energía, ecuaciones y correlaciones utilizadas en el cálculo de los coeficientes, etc.). Este borrador será entregado inicialmente al profesor tutor de la asignatura, y una vez aprobado por éste, el alumno lo entregará al profesor responsable de la asignatura Dr. Julio Fernández Sempere, quien asignará el tribunal que revisará los cálculos. El alumno deberá corregir sus cálculos de acuerdo con las indicaciones de los miembros del tribunal y elaborar sucesivas versiones de este documento hasta que obtenga la aceptación de éstos. Para la revisión de una nueva versión del documento será necesario aportar, junto con éste, la versión anterior donde el profesor haya anotado las modificaciones a introducir. El seguimiento del proceso de corrección podrá realizarse a través de la página web del Departamento ( Si el alumno observa que alguno de los profesores que revisan su borrador de cálculos está tardando más de 15 días lectivos en este proceso deberá comunicarlo al Director del Departamento 6. Borrador completo del PFC: Una vez obtenido el visto bueno del Borrador de cálculos en Ingeniería Química, el alumno elaborará un borrador completo del PFC que presentará a su tutor quien lo revisará y le indicará las correcciones que deba hacer en su caso. Una vez efectuadas las correcciones y con el VºBº del tutor, este borrador de proyecto será entregado al profesor responsable de la asignatura Dr. Julio Fernández Sempere para su revisión por parte del tribunal. 7. El borrador del proyecto será revisado y se le indicará al alumno las modificaciones que debe incluir en su caso para su lectura final. A efectos orientativos, la duración de este proceso de revisión suele ser de un mes en periodo lectivo. El seguimiento del proceso podrá realizarse a través de la página web del Departamento ( Si el alumno observa que alguno de los profesores que revisan su proyecto está tardando más de 15 días lectivos en este proceso deberá comunicarlo al Director del Departamento. 8. Una vez aceptado el PFC para su defensa, el alumno entregará una copia de la versión definitiva (que le será devuelta una vez realizada la defensa) al profesor responsable de la asignatura así como cuatro CDs (con la carátula que se muestra al final de este documento) que incluya la versión que se va a encuadernar y una copia de su expediente académico. 9. Una vez entregadas las copias del Proyecto Fin de Carrera, se procederá a fijar la fecha de defensa, poniéndose de acuerdo el alumno con los miembros del tribunal. El alumno deberá reservar el sitio donde vaya a tener lugar la defensa de su proyecto en la fecha acordada. La defensa del proyecto es pública.

11 Página 11 de Para poder defender el PFC, el alumno deberá estar matriculado en la asignatura durante ese curso académico y haber aprobado todas las restantes asignaturas de la titulación. Para su comprobación el alumno presentará al profesor responsable de la asignatura su expediente académico.

12 Página 12 de 16 Esquema de los pasos que se seguirán para realizar el PFC

13 Página 13 de 16 EVALUACIÓN DEL PFC.- La evaluación del PFC consta de 3 partes: a) Opinión del tutor sobre el trabajo realizado por en alumno en el desarrollo del PFC. Para ello se tendrán en cuenta: las dudas presentadas por el alumno y las soluciones aportadas, claridad del borrador presentado para la revisión, número de correcciones a introducir en el borrador,...etc. En esta nota se tendrá muy en cuenta los borradores presentados por el alumno para su revisión y la necesidad de cambios que deba efectuar hasta su aprobación. 25% de la nota b) Opinión del responsable de la asignatura. En esta nota, además de los aspectos ya mencionados, también se tendrá en cuenta la necesidad de cambios que deba efectuar el alumno en su PFC y cómo se ajusta el proyecto presentado a los requisitos expresados en los apartados anteriores. 25% de la nota c) Opinión de los miembros del tribunal. Entre otros aspectos, el tribunal considerará: a) Los cambios efectuados en el PFC. b) La calidad y presentación documental del PFC final (no se tendrá en cuenta el tipo de encuadernación pero sí la claridad de los planos, la estructura y claridad de la memoria, la adecuada extensión de los anexos y la memoria,...etc.). c) La exposición pública del PFC y su defensa ante el tribunal de las soluciones técnicas y económicas presentadas en el PFC. 50% de la nota

14 Página 14 de 16 Documentos que se generan en el PFC INICIO PFC DOCUMENTO INICIAL CALCULOS I.Q. BORRADOR PFC LECTURA PFC

15 Impreso de solicitud de asignación de tutor Proyecto Fin de Carrera Ingeniería Química Página 15 de 16 Nombre: Título del proyecto El número de créditos de las asignaturas troncales y obligatorias que tengo aprobadas es Acompaño expediente académico obtenido del campus virtual (Secretaría, expediente...)

16 Página 16 de 16 CARÁTULA DEL CD PROYECTO FIN DE CARRERA Ingeniería Química ESTUDIO DE (TÍTULO DEL PROYECTO) Curso académico 20xx-20xx Autor: Fulanito de Tal y Tal