FACULTAD DE INGENIERÍA ÁREA DE CIENCIAS DE LA TIERRA

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Carlos Figueroa Muñoz
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1 FACULTAD DE INGENIERÍA ÁREA DE CIENCIAS DE LA TIERRA Nombre de la materia: QUÍMICA E INGENIERÍA VERDE PARA LA PRODUCCIÓN LIMPIA Clave Facultad: Clave CACEI:... IA Clave U.A.S.L.P.:... No. de créditos: 6 Nivel del Plan de Estudios:... VII Carrera: Ingeniería Ambiental Tipo de materia: Optativa Número de créditos aprobados: 191 Horas/Clase/Semana: 3 Horas/Práctica (y/o Laboratorio): 0 Horas totales/semestre: 48 Trabajo extra-clase Horas/Semana: 3 Fecha última de Revisión Curricular: MAYO DEL 2014 Materia(s) requisito: OBJETIVO DEL CURSO Adquirir criterios y fundamentos necesarios para el impulso, desarrollo y uso de procesos sostenibles que prevengan y reduzcan impactos al ambiente, generen beneficios económicos y que aumenten la calidad de vida de la humanidad, basados en los principios de la química e ingeniería verde. CONTENIDO TEMÁTICO Contenido temático y objetivos por unidad. 1. Conceptos 7h Objetivo particular: Revisar los conceptos base necesarios para evaluar la sostenibilidad de un proceso de producción. Definir la química verde y describir la importancia y los beneficios Desarrollo sostenible y química verde 1h 1.2. Principios y metas de la química verde 1h 1.3. Prevención de residuos 0.5h 1.4. Ecoeficiencia: Rendimiento, Factor E y Economía del átomo 2.5h Estequiometria Reactivo limitante y en exceso Porcentaje de rendimiento Factor E Economía atómica 1.5. Minimización de residuos 1h 1.6. Reducción de riesgo en procesos 1h Diseño de conceptos químicos seguros Síntesis convencional y verde Apuntes del profesor (presentaciones) Principios de la química verde. Casos de estudio, exposición oral del profesor apoyada en apuntes del profesor. Revisión de apuntes, búsqueda bibliográfica, discusión de casos de estudio, resolución de problemas 2 Estrategias hacia una química verde 10h Objetivo particular: Describir y profundizar en las estrategias clave de la química verde para minimizar el riesgo, impacto y consumo de sustancias y el impulso de la catálisis Reducción en la generación de residuos 1h

2 2.2. Tecnologías con reciclado 2h Reciclado de papel Reciclado de plástico Reciclado de metales Reciclado de vidrio 2.3. Catálisis y la química verde 3h Catálisis homogénea Catálisis heterogénea Catálisis enzimática. Biocatálisis Características de los catalizadores Importancia en la química verde Estrategias para la sustitución de disolventes orgánicos 3h Fluidos supercríticos Diagramas de fase Propiedades de los líquidos Agua supercrítica Dióxido de carbono supercrítico Líquidos iónicos Compuestos fluorados 2.5. Biomimetismo 1h Definición Casos de estudio 3 Uso eficiente de la energía 6h Objetivo particular: Fomentar el aprovechamiento de la energía en procesos químicos y abordar las ventajas y desventajas de las fuentes alternativas de energía Integración energética de procesos químicos 4h Repaso de termodinámica Calores específicos y latentes Entalpia de reacción Calorimetría 3.2. Fuentes alternativas de energía 2h 4 Ecología industrial 7h Objetivo particular: Profundizar en las tecnologías verdes de reciclado, tratamiento de aguas residuales y de manejo, disminución, tratamiento y disposición de residuos Recursos 1h Reducción en el uso de materiales no renovables Intensificación de procesos 4.2. Disminución de residuos 1h Residuos industriales: no peligrosos y peligrosos Reducción en origen Reutilización de residuos 4.3. Tratamiento de residuos 1h Residuos líquidos Residuos sólidos Reducción en la peligrosidad de los residuos: incineración 4.4. Disposición de residuos 1h Confinamiento Inyección al suelo Rellenos

3 4.4.4 Incineración Otras tecnologías verdes 4.5. Tratamiento de aguas residuales 1h 4.6. Tecnologías verdes para la disminución, tratamiento y disposición de residuos 2h 5 Ingeniería Verde y Análisis De Ciclos De Vida 6h Objetivo particular: Definir la ingeniería verde y analizar las metas de esta propuesta. Comprender la importancia del análisis de ciclo de vida como una herramienta para el desarrollo sostenible. Describir los componentes básicos de un análisis de ciclo de vida y analizar algunos casos de estudio Principios de la Ingeniería Verde 1h 5.2. Componentes del análisis de ciclo de vida 1h 5.3. Desarrollo de análisis de ciclo de vida 1h 5.4. Evaluación económica del ciclo de vida 1h 5.5. Aplicación del análisis de ciclo de vida 2h 6 Políticas Que Regulan La Ingeniería Verde y La Sustentabilidad 5h Objetivo particular: Obtener criterios utilizados a nivel local, nacional e internacional, para la evaluación del impacto de la producción de bienes. Desarrollar indicadores y conocer las políticas que rigen la química e ingeniería verde Indicadores ambientales 1h Funciones y características de los indicadores ambientales Índices y conjunto de indicadores Huella ecológica, índices de calidad de agua y aire Marcos conceptuales de indicadores ambientales 1h Esquema Presión-Estado-Respuesta Esquema Fuerza Directriz-Presión-Estado- Impacto-Respuesta Esquema de indicadores sectoriales 6.3. Sistema nacional de indicadores ambientales 1h Antecedentes Estructura del SNIA 6.4. Indicadores de calidad y contaminación del agua 1h 6.5. Indicadores de calidad y contaminación del aire 1h

4 7 Tecnologías limpias y casos de estudio 7h Objetivo particular: Realizar un análisis crítico de procesos o casos de estudio donde se aborden los principios de la química e ingeniería verde Tipos de Tecnologías 1h 7.2. Tecnologías de energía renovable 1h Energía eólica Energía solar Biomasa Biocombustibles Hidroenergía 7.3. Tecnologías de química verde 1h Reacciones fotoquímicas Microondas Sonoquímica Síntesis electroquímica Celdas de combustible 7.4. Casos de estudio 4h METODOLOGÍA Estrategias de enseñanza y aprendizaje Exposición oral por parte de los alumnos y profesor de los fundamentos del programa analítico basada en los apuntes del profesor (presentaciones), revisión y discusión de artículos técnicos y trabajos de investigación, análisis de casos de estudio, visita de estudios a empresas.. Métodos casos reales de estudio. Prácticas N/A EVALUACIÓN Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación (semanas) Primer examen parcial 5 Unidad 1 y Segundo examen parcial 4 Unidad 3 y Examen ordinario 7 Unidad 5, 6 y Tareas, trabajos, presentaciones, 30 actividades, proyectos, visitas de estudio. TOTAL

5 Examen a título Incluirá el contenido de las unidades 1 a 7 Examen de regularización Incluirá el contenido de las unidades 1 a 7 Otros métodos y procedimientos. BIBLIOGRAFÍA Otras actividades académicas Visitas de estudios a industrias químicas y a plantas de tratamiento de agua residual. Bibliografía y recursos informáticos Textos básicos J.R. Mihelcic, J.B. Zimmerman (2012). Ingeniería Ambiental. Fundamentos, sustentabilidad y diseño. Alfa Omega Grupo Editor, México. ISBN M.P. Cabildo Miranda, M.P. Cornago Ramírez, C. Escolástico León, S. Esteban Santos, M.A. Farrán Morales, M. Pérez Torralba, D. Sanz del Castillo (2006). Procesos orgánicos de bajo impacto ambiental. Química verde. UNED Ediciones, España. ISBN D.T. Allen, D.R. Shonnard (2002). Green Engineering. Environmentally Conscious Design of Chemical Processes. Prentice Hall, USA. ISBN: M. Lancaster (2002). Green Chemistry. Royal Society of chemistry, Ed. 1, UK. J. Clark, D. MacQuarrie (2002). Handbook of Green Chemistry and Technology, Blackwell Publishing, USA S. Manahan (1999) Industrial Ecology: Environmental Chemistry and Hazardous Waste, CRC Ed. P.T. Anastas, J.C. Warner (1998). Green Chemistry: Theory and Practice. Oxford University Press, USA. ISBN: X. Domenech (1993). Química Ambiental. El impacto ambiental de los residuos. Miraguano Ediciones, España. ISBN: Textos complementarios El libro verde del automóvil (2010). Editorial Motorpress Televisa, México. Metcalf and Eddy, Inc. (1996). Ingeniería de aguas residuales. Tratamiento, vertido y reutilización. Mc. Graw Hill/Interamericana, México. ISBN: Sitios de Internet A. Flores, L. Martínez, C. Martínez (2005) Indicadores básicos del desempeño ambiental en México, SEMARNAT, disponible en Programa de producción limpia de las Naciones unidas, UNIDO, disponible en Environmental performance index (EPI), disponible en: Environmental sustainability index (ESI), disponible en: Happy planet index (HPI), disponible en Ecological footprints, disponible en Bhopal, un alerta al uso de sustancias químicas peligrosas en escala industrial, disponible en bhopal/bhopal.pdf Catallizadores: La piedra filosofal del siglo XX, disponible en ia/volumen2/ciencia3/059/htm/cataliza.htm

6 El desastre de Chernobyl, disponible en T2-sc&feature=related La contaminación por pilas y baterías en México, disponible en d.jsp?icve= Pág. 2

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