GUÍA DOCENTE. Ingeniería Química

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1 GUÍA DOCENTE Ingeniería Química

2 I.- DATOS INICIALES DE IDENTIFICACIÓN Nombre de la asignatura: Ingeniería Química Carácter: Troncal Titulación: Licenciado en Química Ciclo: Primer ciclo; tercer curso Departamento: Ingeniería Química Profesores responsables: Amparo Cháfer Ortega Ernesto Vercher Montañana II.- INTRODUCCIÓN A LA ASIGNATURA La asignatura Ingeniería Química se imparte durante el 5º y 6º cuatrimestre de la titulación de licenciado en Química. Esta asignatura tiene asignados 9 créditos que se distribuyen entre las clases teórico-prácticas y el laboratorio. Con esta asignatura se intentará proporcionar al estudiante una visión de conjunto de la metodología y aplicaciones prácticas de la Ingeniería Química. III.- VOLUMEN DE TRABAJO Para el cálculo del mismo se ha tomado como referencia un total de 30 semanas de clase divididas en dos cuatrimestres. La distribución del trabajo sería la siguiente: ACTIVIDAD Horas/curso ASISTENCIA A CLASES TEÓRICAS 15 ASISTENCIA A CLASES PRÁCTICAS 33 ASISTENCIA A LABORATORIOS 15 ASISTENCIA A TUTORÍAS 9 ACTIVIDADES INTERDISCIPLINARES 10 ASISTENCIA A SEMINARIOS DIRIGIDOS 6 ESTUDIO PREPARACIÓN CLASES TEÓRICAS 25 ESTUDIO PREPARACIÓN CLASES PROBLEMAS 75 ESTUDIO PREPARACIÓN TUTORIAS 20 ESTUDIO PREPARACIÓN LABORATORIO 20 REALIZACIÓN DE EXÁMENES 8

3 TOTAL VOLUMEN DE TRABAJO 236 Total volumen de trabajo 236 Total créditos ECTS 9 Nº de horas por crédito 26,2 IV.- OBJETIVOS GENERALES Desarrollo de los conceptos básicos imprescindibles para que el estudiante comprenda el funcionamiento de los procesos químicos. Introducir el concepto de balance de propiedad y su posterior aplicación para estudiar los balances de materia y energía. Proporcionar una información introductoria en los principios que rigen el análisis y diseño de reactores químicos. Introducir las ecuaciones de velocidad que rigen los Fenómenos de Transporte para posteriormente estudiar su aplicación práctica a operaciones unitarias concretas. Estudiar en el laboratorio el funcionamiento de algunos procesos sencillos. Familiarizar al estudiante con las técnicas y métodos propios de la Ingeniería Química. V.- CONTENIDOS Breve descripción de la evolución de los procesos químicos, hasta llegar al concepto y definición de la disciplina. Desarrollo del concepto de Proceso Químico, formas de operación y criterios de selección del tipo de proceso. Introducción al concepto de Operación Unitaria y de Fenómenos de Transporte. Balance de propiedad. Balance de materia. Balance de energía. Aplicación de estos balances tanto a sistemas físicos como químicos, así como, a sistemas estacionarios y no estacionarios. Aspectos básicos del diseño de reactores químicos en condiciones isotermas. Estudio detallado de los reactores tipo o ideales.

4 Definición de los conceptos de balance diferencial, ecuación de velocidad y mecanismo de transporte. Estudio del transporte molecular y del transporte turbulento, introduciendo el concepto de coeficiente individual y global de transporte. Aplicación de todos los conceptos adquiridos al estudio de la circulación de fluidos incompresibles por el interior de conducciones y también al estudio de los intercambiadores de calor y más concretamente al análisis térmico para el dimensionado de estos equipos. Realización de una serie de prácticas de laboratorio utilizando montajes sencillos que permitan un buen manejo por parte del estudiante, así como una mejor comprensión de los fenómenos y principios operativos, para la posterior interpretación de los resultados obtenidos. VI.- DESTREZAS A ADQUIRIR Plantear balances de materia y energía en cualquier situación que pueda presentarse. Conocer las operaciones unitarias más habituales, sabiendo diferenciar el tipo de transporte de propiedad que tiene lugar en ellas. Saber interpretar y extraer la información necesaria para resolver los problemas planteados. Seleccionar y aplicar los métodos matemáticos más apropiados para la resolución de problemas. Manejar distintos equipos y aparatos de aplicación industrial. Tomar medidas con exactitud y precisión. Saber analizar de forma crítica los resultados obtenidos tanto al resolver los problemas como al realizar las prácticas de laboratorio. Redactar con claridad y orden los informes del trabajo realizado en el laboratorio. Familiarizarse con las fuentes bibliográficas especializadas para encontrar, seleccionar y entender la información.

5 VII.- HABILIDADES SOCIALES Capacidad para trabajar en grupo. Habilidad para argumentar desde criterios racionales. Capacidad para resolver problemas mediante la aplicación integral de los conocimientos adquiridos. Capacidad para escribir un texto comprensible y organizado. VIII.- TEMARIO Y PLANIFICACIÓN TEMPORAL Tema Título y contenido Semanas 1 INTRODUCCIÓN. Definición de Ingeniería Química. Proceso 1,5 químico. Formas de operación en la industria química. Operaciones unitarias. 2 BALANCES DE MATERIA. Introducción. Balance total de materia. 9 Balance de materia aplicado a un componente. Sistemas sin reacción química. Sistemas con reacción química. 3 BALANCES DE ENERGÍA. Balance total de energía. Balance de energía en un reactor químico. Balance de energía mecánica. 5 4 INTRODUCCIÓN AL DISEÑO DE LOS REACTORES. 1,5 Clasificación. Reactor discontinuo de tanque agitado. Reactor continuo de tanque agitado. Reactor continuo tubular. 5 FUNDAMENTOS DE LAS OPERACIONES UNITARIAS. 4 Mecanismos de transporte. Transporte molecular. Leyes de velocidad. Aplicación al transporte de calor por conducción. 6 TRANSPORTE TURBULENTO. Introducción. Aplicación al diseño de intercambiadores de calor. Aplicación a la circulación de líquidos por conducciones. 7

6 IX.- BIBLIOGRAFÍA DE REFERENCIA Bibliografía básica: Introducció a l Enginyeria Química. A. Aucejo, D. Benaiges, A. Berna, M. Sanchotello, C. Solà. (Biblioteca Universitaria) Curso de Química Técnica. J. Costa López y otros (Ed. Reverté) Principios elementales de los Procesos Químicos. R. M. Felder, R. W. Rousseau (Ed. Addison Wesey) Ingeniería Química. E. Costa Novella y otros. (Ed. Alambra) Introducción a la Ingeniería Química. G. Calleja et al. (Ed. Síntesis) Bibliografía complementaria: Material and Energy Balances. G. V. Reklaitis. (Ed. Wiley) Ingeniería de las Reacciones Químicas. O. Levenspiel. (Ed. Reverté) X.- METODOLOGÍA La asignatura se puede dividir en cuatro grandes bloques: las sesiones de teoría, las de problemas, las sesiones de laboratorio y por último las tutorías, seminarios y actividades interdisciplinares que se planteen en coordinación con otras materias del curso. En las sesiones de teoría al alumno se le ofrecerá una visión global del tema a tratar y se incidirá en los conceptos clave que deberán desarrollar, así como los recursos a utilizar para la preparación posterior del tema con profundidad. En las sesiones de problemas, por una parte el profesor realizará una serie de problemastipo de cada uno de los temas que se desarrollen, y por otra, se formarán grupos de estudiantes que realizarán problemas análogos supervisados por el profesor. En las sesiones de laboratorio, el estudiante trabajará con dos o tres montajes cuyo funcionamiento se base en conceptos desarrollados en las sesiones teóricas, mejorando su asimilación. Concretamente, las prácticas que se van a realizar son:

7 o Balance de Materia en estado no estacionario. o Balance de Energía en estado no estacionario. o Estudio de la de saponificación del acetato de etilo en un reactor discontinuo de tanque agitado (RDTA). Por lo que respecta a las tutorías, los alumnos se dividirán en grupos de 6 o 7 estudiantes que participarán de forma obligatoria en una sesión de una hora cada tres semanas. En ellas, el profesor tratará de aclarar conceptos erróneos que tengan los estudiantes, así como resolver las dudas que se puedan haber planteado durante la realización de los problemas propuestos para casa. Las actividades interdisciplinares consistirán en seminarios, visitas a fábricas, trabajos en grupo o conferencias que se planteen de forma conjunta por los profesores de las diversas materias del curso. XI.- EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE La evaluación del aprendizaje de los alumnos se realizará diferenciando entre el laboratorio y la asignatura teórico-práctica. La evaluación de ambas partes se hace por separado, debiéndose aprobar de forma independiente. Para la evaluación global de la asignatura se toma una media ponderada con la proporción del 85 % de la asignatura teórico-práctica y el 15 % para el laboratorio. La evaluación del laboratorio se realizará sobre la base de los informes de cada una de las prácticas realizadas y en un examen realizado durante el seminario del laboratorio, siempre y cuando la nota media de los informes sea igual o superior a 5. La nota del laboratorio se obtendrá como media de todas las calificaciones obtenidas en el mismo. La calificación de la parte teórico-práctica de la asignatura se obtendrá a partir de: la asistencia y participación en tutorías, clases y actividades interdisciplinares (20%), del examen parcial que se realizaría a mitad de curso (30%) y el examen final de toda la materia que compone la asignatura (50%). El alumno podrá optar a superar la parte teórico-práctica de la asignatura únicamente con la calificación obtenida en el examen final (junio o septiembre). Para ello deberá solicitarlo por escrito antes del 15 de enero del 2009.