Aprendizaje Información al estudiante. Especialidad. Grado en Ingeniería Forestal. Curso 3º/5º Semestre. Industrias

Transcripción

1 Guía de Aprendizaje Información al estudiante Datos Descriptivos ASIGNATURA: MATERIA: Operaciones Básicas Industrias Forestales Operaciones básicas (Ingeniería Química) CRÉDITOS EUROPEOS: 5 CARÁCTER: TITULACIÓN: CURSO/SEMESTRE ESPECIALIDAD: Especialidad Grado en Ingeniería Forestal Curso 3º/5º Semestre Industrias CURSO ACADÉMICO 2014 / 2015 PERIODO IMPARTICION IDIOMA IMPARTICIÓN Septiembre- Enero Febrero - Junio X Sólo español Sólo inglés Ambos X 1

2 DEPARTAMENTO: Ingeniería y Gestión Forestal y Ambiental PROFESORADO NOMBRE ( C )(Coordinador) DESPACHO Teléfono Correo electrónico Cortijo Martínez, Manuel (C) Nº manuel.cortijo@upm.es García Montero Luis Gonzaga Nº luisgonzaga.garcia@upm.es CONOCIMIENTOS PREVIOS REQUERIDOS PARA PODER SEGUIR CON NORMALIDAD LA ASIGNATURA ASIGNATURAS SUPERADAS Ninguna OTROS RESULTADOS DE APRENDIZAJE NECESARIOS Conocimientos amplios de química, física, matemáticas, diseño gráfico 2

3 Objetivos de Aprendizaje Código Obj. 1 Obj. 2 Obj. 3 Obj. 4 Obj. 5 Obj. 6 Obj. 7 Obj. 8 Obj. 9 OBJETIVOS GENERALES Conocer y diferenciar los conceptos de Operaciones Básicas/Ingeniería Química. Comprender los principios fundamentales en los cuales se soporta cada Operación Básica; que permitirá posteriormente diseñar los equipos industriales. Conocer las diferentes industrias Forestales, mediante diagramas de bloques, e identificación de las Operaciones Básicas que intervienen en cada proceso. Desarrollo de las leyes de conservación de las propiedades extensivas: ley de conservación de la materia, ley de conservación de la cantidad de movimiento, ley de conservación de la energía, leyes de equilibrio y principios del mismo. Resolución de problemas referidos a lo expuesto. Clasificación de las operaciones básicas según fenómeno controlante. Conocimiento y manejo de ecuaciones de diseño de equipos industriales. Adquirir conocimientos para elegir una operación básica entre varias opciones en una determinada condición. Conocer las operaciones basadas en transferencia de cantidad de movimiento: agitación y mezcla, fluidización, sedimentación, filtración y centrifugación. Conocer las operaciones basadas en transferencia de materia: difusión, coeficientes de transferencia de materia, destilación, extracción sólido-líquido y extracción líquido-líquido. Conocer las operaciones basadas en transferencia de calor: evaporación. Conocer las operaciones basadas en transferencia de calor y materia: humidificación y secado. Aplicar las operaciones básicas estudiadas a procesos de depuración de aguas residuales generadas en la industria forestal. Código RA1 RA2 RA3 RA4 RA5 COMPETENCIAS GENERALES Y ESPECÍFICAS (Resultados de Aprendizaje) Destreza en el manejo de los conceptos técnicos aplicados a las industrias forestales. Mejora en la exposición oral y escrita en los mismos. Conocimiento y manejo de las ecuaciones de diseño para cuantificar las dimensiones que deben tener los equipos industriales que llevan a cabo la transformación física. Aplicación de la operación más adecuada dependiendo de los objetivos y punto de partida en la transformación física correspondiente. Manejo de todas las operaciones básicas que intervienen en la industria forestal. Aplicación de las operaciones básicas que depuran los efluentes generados en las industrias forestales. 3

4 Contenidos y Actividades de Aprendizaje (TEMARIO) TEMA 1.-OPERACIONES BASICAS. INTRODUCCION 1.-Antecedentes y concepto de operaciones básicas. 2.-Esquema general de una planta química. 3.-Leyes fundamentales.. 4.-Clasificación de las operaciones básicas. 5.-Operaciones básicas en las industrias forestales. 6.-Bibliografía. TEMA 2.- OPERACIONES Y PROCESOS 1.-Procesos continuos, discontinuos y semicontinuos. 2.-Procesos estacionarios y etapas de equilibrio. 3.-Puesta en contacto entre fases. 4.-Sistemas de unidades 6.-Bibliografía TEMA 3.-LEYES DE CONSERVACIÓN DE PROPIEDADES EXTENSIVAS 1.-Ley de conservación de la materia. 2.-Ley de conservación de la energía. 3.-Ley de conservación de la cantidad de movimiento. 4.-Bibliografía TEMA 4.- FILTRACIÓN 1.- Operaciones básicas de transferencia de cantidad de movimiento. 2.- Teoría de la filtración. 3.- Ecuaciones de diseño. 4.- Clasificación de los equipos industriales de filtración. 5.- Filtros continuos a vacío. 6.-Filtros a presión. 7.-Bibliografía. TEMA 5.- SEDIMENTACIÓN 1.-Introducción. 2.-Desplazamiento de un sólido en el seno de un fluido. 3.-Sedimentación de suspensiones concentradas 4.-Ensayos discontinuos de sedimentación. 5.-Sedimentación continua. 6.- Ecuaciones de diseño de un decantador 7.-Coagulación-floculación 7.1.-Estado coloidal Desetabilización de partículas coloidales 7.3.-Tipos de coagulantes-floculantes 8.-Bibliografía. TEMA 6.- DESTILACIÓN 1.- Operaciones básicas controladas por transferencia de materia. 2.-Equilibrio líquido-vapor. 3.- Leyes relacionadas con las presiones parciales de una mezcla. 4.-Métodos de destilación para mezclas de dos componentes Destilación diferencial Destilación flash o de equilibrio Rectificación. 5.-Columnas de fraccionamiento. 6.-Deteminación del número de platos en una columna de destilación. 7.-Relación de reflujo. 8.-Bibliografía TEMA 7.- EXTRACCIÓN LÍQUIDO SÓLIDO (LIXIVIACIÓN) 1.-Variables que intervienen en la extracción. 2.-Ecuaciones de transferencia de materia en la lixiviación. 3.-Equipos de extracción. 4.-Lavado en contracorriente Cálculo del nº de etapas para un lavado en continuo Cálculo del nº de etapas para un lavado en contracorriente en continuo mediante métodos gráficos. 5.-Bibliografía TEMA 8.- HUMIDIFICACIÓN 1.-Operaciones básicas controladas por transferencia de materia y de calor. 2.-Introducción a la humidificación/deshumidificación y enfriamiento de agua. 3.-Definiciones básicas. 4.-Diagrama de humedad para el sistema aire-agua. 5.-Métodos de determinación de humedad. 6.-Enfriaminto de agua: Torres de enfriamiento. 7.-Mecanismos de interacción del gas y del líquido. 8.-Bibliografía. TEMA 9.- SECADO 1.-Introducción. 2.-Conceptos básicos. 3.-Mecanismos de secado. 4.-Velocidad de secado constante. 5.- Tiempo de secado. 6.-Equipos industriales de secado. 7.-Bibliografía. TEMA 10.- SISTEMAS DE DEPURACIÓN DE EFLUENTES LÍQUIDOS 1.- Variables que definen la calidad de aguas. 2.-Tratamientos físico-químicos. 3.- Tratamientos biológicos. 4.- Tratamientos terciarios. 5.- Planta de recuperación de aguas residuales. 6.- Bibliografía 4

5 METODOS DE ENSEÑANZA EMPLEADOS 1.- CLASES PRESENCIALES (35 %) LECCIÓN MAGISTRAL: Exposición del profesor del contenido del temario con planteamiento y resolución de problemas que completen el aprendizaje de la teoría. (33 % del tiempo). PRÁCTICAS DE LABORATORIO sobre algunos temas y planteamientos de SUPUESTOS PRÁCTICOS 2.- TRABAJOS AUTÓNOMOS (32 %) A desarrollar a lo largo del semestre, sobre temas próximos a la asignatura que impliquen búsqueda bibliográfica, y han de ser presentados oralmente y por escrito. 3.- OTRAS ACTIVIDADES (33 %) VIAJE DE PRÁCTICAS, de media jornada de duración, a instalaciones industriales. TUTORIAS INDIVIDUALES; PREPARACIÓN DE EXAMENES; REALIZACIÓN DE LOS MISMOS RECURSOS DIDÁCTICOS COULSON J.M./RICHARDSON J.F. "Ingeniería Química" Vol 1 y 2. Ed. Reverté ( ). McCABE W.L./SMITH J.C. "Operaciones Básicas de Ingeniería" Ed Reverté (1991 PERRY D.H./CHILTON C.H. "Manual del Ingeniero Químico" Ed. Mc Graw-Hill (1982). BIBLIOGRAFÍA TREYBAL R.E. "Operaciones de Transferencia de Masa" Ed. Mc Graw-Hill (1980). COSTA LOPEZ, J. "Curso de Química Técnica" Ed. Reverté (1991) COSTA E. "Ingeniería Química" Vol 1 Ed. Alhambra (1983). VIAN A. "Elementos de Ingeniería Química" Ed. Alhambra (1975). RECURSOS WEB Plataforma Institucional de Teleenseñanza para los Estudios Oficiales Moodle EQUIPAMIENTO Equipos de Cromatografía CGL, HPLC, CCF; Espectroscopía UV-Vis, IR, AA. Sistemas de Extracción, Destilación, Sedimentación, Tamizado, Filtración. Técnicas de análisis efluentes líquidos. Material básico de laboratorio. 5

6 Cronograma de trabajo de la asignatura Semana Actividades en aula Otras actividades presenciales Trabajo individual Trabajo en Grupo 2 alumnos Actividades evaluación de 1ª semana Presentación curso, contenido, medios de aprendizaje, sistema de evaluación continua, trabajo bibliográfico, exámenes y evaluación final Concepto de Operaciones Básicas. Diagramas de bloque principales Industrias Forestales. 2ª semana Leyes fundamentales de balances de materia, de energía y de cantidad de movimiento. Test TRABAJO BIBLIOGRÁFICO propuesto prof. y Test y s en grupo s Ejercicio Test Filtración: Teoría, resolución problemas Test Ejercicios 3ª semana Test Filtración: Teoría, resolución problemas Test s Ejercicios Filtración: Teoría, resolución problemas 1er control trabajo 4ª semana Sedimentación Test y Test Sedimentación: Teoria, resolución de, Test, Test problemas y test 5ª semana Prácticas sedimentación. Uso coagulantefloculantes (G/2) Prácticas sedimentación. Uso coagulantefloculantes (G/2) 6

7 6ª semana Destilación: Teoría, Test y Test 7ª semana 8ª semana 9ª semana 10ª semana 11ª semana Destilación: Teoría, problemas Test Destilación: Teoría Test Destilación en columnas de rectificación (G/2) Destilación en columnas de rectificación (G/2),, Test, Test, Lixiviación: Teoría Test, Test Lixiviación: Teoría, problemas Test Extractor Soxhlet (G/2) Extractor Soxhlet (G/2) Humidificación: Teoría Test Humidificación: Teoría s Humidificación: Teoría s, Test 2º control trabajo, Test,, Test,,, Test, 7

8 12ª semana Secado: Teoría Test, Test, Secado: Teoría, problemas Test 13ª semana Aplicación de las O.B.a la depuración de aguas residuales procedentes de I.F. 14ª semana Aplicación de las O.B.a la depuración de aguas residuales procedentes de I.F. Técnicas de análisis aplicadas a la calidad de aguas (G/2) Técnicas de análisis aplicadas a la calidad de ENTREGA TRABAJO aguas (G/2) 15ª semana PRESENTACIÓN ORAL, Ejercicio Test, TOTAL: 58 HORAS 40 horas 8 horas 8

9 Sistema de evaluación de la asignatura EVALUACIÓN Ref. Indicador de logro Relacionado con RA I1 Conocimiento de las Industrias Forestales según las Operaciones Básicas que se aplican RA1 I2 Selección de la/s O.B. según objetivo buscado y el estado de la materia prima en un proceso industrial. RA3-4 I3 Manejo ecuaciones de diseño RA2 I4 Capacidad de resolver problemas e interpretar RA2-3-4 I5 Conocimiento de los tipos de tratamientos que se pueden aplicar a efluentes de desecho de la I.F. RA5 RA1 RA2 RA3 RA4 RA5 IL1. - X X IL2. - X X IL3. - X IL4. - X X X IL5. - X EVALUACIÓN SUMATIVA BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES EVALUABLES Semana Lugar Peso en la calificación Examen final Aula 50 % Prácticas laboratorio (obligatorio) Programación Laboratorio 15 % Trabajo por parejas (obligatorio) No presencial 20 %, entrega tareas Todas Aula y no presencial 15 % 9

10 CRITERIOS DE CALIFICACIÓN EXAMEN FINAL.- MÁXIMO 50 PUNTOS. Examen de conocimientos. El examen constará de dos partes. 1ª. Una parte con varias preguntas de teoría, preferentemente tipo TEST, con un valor parcial del 40 % de la nota final del examen 2ª. Un bloque de resolución de problemas con un valor parcial del 60 % de la nota final del examen. PRACTICAS LABORATORIO.- MÁXIMO 15 PUNTOS TRABAJO POR PAREJAS DURANTE TODO EL SEMESTRE.- MÁXIMO 20 PUNTOS. Se valorará dificultad del Trabajo; búsqueda bibliográfica; presentación escrita y presentación oral. ASISTENCIA Y PARTICIPACIÓN.- MÁXIMO 15 PUNTOS. Se tomará en consideración la actitud del alumno hacia la asignatura 10