PRERREQUISITOS: Para matricularse de esta asignatura los alumnos deberán haberse matriculado, al menos una vez, de las siguientes asignaturas:



- Mecánica de fluidos

- Transmisión de calor

- Cinética de los procesos químicos

- Termodinámica aplicada



COMPETENCIAS ESPECÍFICAS:



M03CM01

Analizar, utilizando balances de materia y energía, instalaciones, equipos o procesos en los que la materia experimente cambios de morfología, composición, estado, energía o reactividad.

M03CM02

Integrar con los fundamentos básicos y los comunes a las ingenierías los fundamentos de la Ingeniería Química y de la Ingeniería Bioquímica.

M03CM04

Analizar, modelizar y calcular reactores químicos y bioquímicos, en base a los principios de termodinámica y cinética aplicada.

M03CM06

Manejar técnicas de la Industria Química, medida y cálculo de propiedades de materias primas, unidades de proceso y productos.

M03CM07

Materializar, haciendo visibles en el laboratorio, principios fundamentales de la ingeniería química referentes al transporte de materia, energía y cantidad de movimiento.

M03CM09

Cotejar modelos teóricos y resultados de simulación con resultados reales obtenidos en unidades de laboratorio y planta piloto.



COMPETENCIAS TRANSVERSALES



M03CM11

Manejar con destreza las tecnologías de la información y comunicación aplicadas al aprendizaje, las fuentes de información y las bases de datos específicas de la Ingeniería Química, así como herramientas ofimáticas de apoyo a las presentaciones orales.

M03CM12

Comunicar y transmitir, eficazmente por escrito y básicamente de forma oral, los conocimientos, los resultados, habilidades y destrezas adquiridos, en un entorno pluridisciplinar y multilingüe.

M03CM13

Organizar y planificar actividades, en grupos de trabajo, con reconocimiento de la diversidad y multiculturalidad, razonamiento crítico y espíritu constructivo, iniciándose en el liderazgo de grupos.

M03CM14

Desarrollo del liderazgo de grupos de trabajo, con asignación de tareas, estableciendo estructuras con reconocimiento de la diversidad del grupo.

M03CM15

Resolver problemas de las materias correspondientes a la Ingeniería Química, planteados con criterios de calidad, sensibilidad por el medio ambiente, sostenibilidad, criterio ético y fomento de paz.

Temario:

1. HIDRAÚLICA: Funcionamiento de sistema hidráulico. Evaluación de pérdidas de carga en una instalación hidráulica.

2. NEUMÁTICA: Funcionamiento de un sistema neumático. Evaluación de pérdidas de carga. Calibración de medidores de caudal en un circuito neumático.

3. BOMBAS CENTRÍFUGAS. Funcionamiento de sistemas de bombeo con dos bombas, en serie y en paralelo. Potencia. Rendimiento. Curvas características.

4. TURBINAS: Funcionamiento de una turbina para la obtención de energía mecánica. Cálculo de la curva de rendimiento, de la potencia al freno y del par motor.

5. FILTRACIÓN: Filtración a presión constante. Cinética de filtración. Resistencia del medio y de la torta. Compresibilidad de la torta.

6. LECHOS FLUIDIZADOS: Estudio del flujo de un fluido a través de lechos de partículas sólidas fijas y fluidizadas. Pérdida de carga en lecho fijo: ecuación de Ergun. Calculo de la velocidad mínima de fluidización.

7. SEDIMENTACIÓN: Estudio de los procesos físicos básicos relacionados con la sedimentación.

8. CAMBIADORES DE CALOR: Ley de Newton. Coeficiente de convección. Coeficiente global de transmisión de calor. Eficacia de calentamiento. Unidades de transferencia de calor.

9. TRANSMISIÓN DE CALOR POR CONDUCCIÓN EN UNA Y DOS DIRECCIONES: Ley de Fourier. Conductividad. Estado estacionario. Balance microscópico de calor. Resolución de sistemas de ecuaciones.

10. ECUACIÓN CINÉTICA DE REACCIONES HOMOGÉNEAS EN REACTOR DISCONTINUO ISOTERMO: Saponificación del acetato de etilo. Se analiza el transcurso de la reacción por conductimetría. Método integral y diferencial de análisis de datos. Energía de activación.

11. ECUACIÓN CINÉTICA DE REACCIONES HOMOGÉNEAS CATALÍTICAS EN REACTOR DISCONTINUO: Bromación del butanol catalizada por un ácido protonado.

12. SÍMILES HIDRÁULICOS DE REACCIONES COMPLEJAS: Se simulan reacciones complejas de primer orden mediante la disposición de probetas alimentadas por agua, en régimen continuo, en serie, en paralelo y en serie-paralelo, regulando el caudal independientemente con válvulas de aguja, cuyas vueltas de aperturan simulan el valor de la constante cinética.

La asignatura está articulada en base a tres actividades principales: i) planificación de un experimento, ii) realización del experimento en el laboratorio, iii) realización de un informe de resultados y conclusiones. Se trabaja en grupo, que estará constituido generalmente por tres integrantes para distribuir adecuadamente las tareas. Las tareas están pensadas para que todos los constituyentes del grupo deban trabajar en todas las prácticas.



Actividades principales:



i) Planificación de los experimentos

Consiste en establecer un plan de trabajo para la ejecución de cada práctica (el número de experimentos necesario, las condiciones de experimentación: temperatura, concentración, presión, volumen, caudales, etc.) en base a los objetivos establecidos por los profesores. La planificación será presentada a los profesores de la asignatura de forma oral. Lo que se establece en la planificación, una vez recibido el visto bueno del profesor, es lo que se va a ejecutar en el laboratorio.

ii) Experimentación en el laboratorio

Una vez obtenido el visto bueno de la planificación por parte del profesor responsable, se llevará a cabo la práctica en el laboratorio para la obtención y validación de resultados experimentales.

iii) Informe de resultados y conclusiones

El informe final requiere el tratamiento y obtención de resultados (según los objetivos establecidos) a partir de los datos experimentales obtenidos en el laboratorio con los que se obtendrán las conclusiones pertinentes.



A lo largo del curso hay 2 tandas de prácticas (una tanda el primer cuatrimestre y otra tanda en el segundo cuatrimestre). Cada grupo ha de realizar 4 prácticas en la primera tanda y 5 en la segunda. Hay actividades de carácter presencial (en aula o en el laboratorio) y otras de carácter no presencial.



En cada tanda de prácticas, el proceso que se va a seguir es el siguiente:



1. Planificación.

1.1. Una vez se ha recopilado la información necesaria para realizar las planificaciones de las prácticas de esa tanda, se visita el laboratorio donde se tendrá la toma de contacto con el equipo experimental y los productos y reactivos que se van a utilizar.

1.2. Se dispone aproximadamente de 2 h para ejercitarse con cada práctica, para ver los intervalos de operación, tamaños, especificaciones de los reactivos, etc., y contarán con la presencia del profesor (2 h/práctica, presencial, trabajo grupal, 6 horas).

1.3. Realizar la planificación de cada práctica (6 h/práctica, no presencial, 18 horas, trabajo grupal).

1.4. Presentar la planificación al profesor responsable de forma oral en día establecido



2. Realización de la práctica en el laboratorio.

2.1. Una vez obtenido el visto bueno de la planificación por parte del profesor responsable, se llevará a cabo la práctica en el laboratorio para la obtención y validación de resultados experimentales. Cada grupo dispone de una sesión de 4 horas presenciales de laboratorio para realizar la práctica correspondiente, según el calendario. En cada sesión de laboratorio, habrá un profesor responsable, que evaluará el trabajo de los alumnos en el laboratorio mediante una rúbrica y se incluirá en la evaluación final.



3. Elaboración y entrega del informe de resultados y conclusiones.

3.1. El informe final requiere del tratamiento y obtención de resultados y conclusiones coherentes (según los objetivos establecidos) a partir de los datos experimentales obtenidos en el laboratorio. Se dispondrá de una semana para entregará el informe de resultados por egela.



4. Presentación de resultados.

4.1. Hay varias sesiones del segundo cuatrimestre en que se expondrán los resultados obtenidos. Cada grupo hará una exposición oral (con ayuda de material ofimático como Power Point o similares) con los resultados obtenidos en las prácticas.

EVALUACIÓN CONTINUA

Los guiones que se entregan para cada práctica indican el trabajo mínimo solicitado. Como se ha descrito en el epígrafe de la metodología, en cada práctica se evaluarán la planificación de la práctica (40 %), la ejecución en el laboratorio (10 %) y el informe de resultados (50 %). En el caso de no superar la calificación mínima en el informe de resultados, la calificación correspondiente a esa práctica será la del informe de resultados. La realización de las 9 prácticas supondrá el 90 % de la evaluación final. El 10 % de la evaluación final será el correspondiente a la exposición de trabajos al final del curso. Para ser evaluado mediante este sistema la asistencia a todas las horas de laboratorio será obligatoria.

En caso de no superar la evaluación continua, se realizará un examen escrito con preguntas relacionadas con las prácticas realizadas durante el curso académico. La calificación final será la obtenida en este examen final.

En todo caso el alumnado tendrá derecho a ser evaluado mediante el sistema de evaluación final, independientemente de que haya participado o no en el sistema de evaluación continua. Para ello, el alumnado deberá presentar por escrito al profesorado responsable de la asignatura la renuncia a la evaluación continua, para lo que dispondrán de un plazo de 18 semanas a contar desde el comienzo del cuatrimestre o curso respectivamente, de acuerdo con el calendario académico del centro (artículo 8.3).

Teniendo en cuenta que el peso de la prueba final es inferior al 40% de la calificación de la asignatura, el alumnado podrá renunciar a la convocatoria en un plazo que, como mínimo, será hasta un mes antes de la fecha de finalización del período docente de la asignatura. Esta renuncia deberá presentarse por escrito ante el profesorado responsable de la asignatura (artículo 12.2).



EVALUACIÓN FINAL

El alumno que haya renunciado a la evaluación continua, tendrá que realizar un examen escrito y otro oral, en el que se formularán preguntas relacionadas con las prácticas realizadas durante el curso académico. Además, deberá entregar todos los informes de las prácticas realizadas. En el caso de no superar la calificación mínima en los informes de resultados, la calificación del alumno será la de los informes de resultados.



En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una evaluación presencial, se activará una evaluación no presencial de la que será informado el alumnado puntualmente.

Aula virtual egela

Bibliografía básica

La correspondiente a las asignaturas de Mecánica de Fluidos, Transmisión de Calor, Cinética de los Procesos Químicos, Termodinámica Aplicada y Cálculo Numérico en Ingeniería Química.

Kirkuk, L. "Experimental Methods: An Introduction to the Analysis and Presentation of Data", Wiley, Melbourne, 1994.

Bibliografía de profundización

Guiteras, J., Rubio, R. y Fonrodona, G. "Curso Experimental en Química Analítica", Síntesis, Madrid, 2003.
Perry, R.H. y Green, W. "Perry's Chemical Engineers Handbook", 7. ed., McGraw-Hill, New York, 1997.