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Fichas de asignaturas 2008-09


  CÓDIGO NOMBRE
Asignatura 205019 OPERACIONES BÁSICAS DE SEPARACIÓN
Descriptor   BASIC OPERATIONS OF SEPARATION
Titulación 0205 INGENIERÍA QUÍMICA
Departamento C122 INGEN. QUIMICA, TECNOL. DE ALIMENTOS Y TECN. DEL MEDIO AMBIENTE
Curso 4  
Duración (A: Anual, 1Q/2Q) A  
Créditos ECTS 8,3  

Créditos Teóricos 7 Créditos Prácticos 3,5 Tipo Troncal

Para el curso 2007-08: Créditos superados frente a presentados 66.7% Créditos superados frente a matriculados 37.0%

 

Profesorado
Andrés Molero Gómez
Clara María Pereyra López
Situación
Prerrequisitos
Los correspondientes al segundo ciclo.
No existen prerrequisitos específicos de asignaturas previas.
Contexto dentro de la titulación
Es una asignatura de 4º curso, de acuerdo con el itinerario curricular
recomendado (ICR).
Como asignaturas previas, su base conceptual corresponde a dos asignaturas que
se imparten en segundo curso del ICR: Termodinámica y Cinética Química
Aplicadas (en lo que se refiere al cálculo de los datos de equilibrio
necesarios para llevar a cabo numerosas operaciones de separación) y
Operaciones Básicas de la Ingeniería Química (en su aspecto de estudio de los
balances macroscópicos de materia y energía y de los Fenómeno de Transferencia
de Materia).
Por otra parte, sus contenidos constituyen un gran porcentaje de la base
teórica de la asignatura Experimentación en Ingeniería Química II de 4º curso
del ICR.
Recomendaciones
En primer ciclo se estudian los fundamentos de los balances de materia y
energía, de los fenómenos de transporte, de la termodinámica y de la cinética,
que constituyen la base conceptual de la asignatura.
Es importante que el alumno tenga una sólida base en estas materias para poder
afrontar los contenidos de la asignatura de operaciones básicas de separación.
Competencias
Competencias transversales/genéricas
INSTRUMENTALES
1. Capacidad de análisis y síntesis.
2. Capacidad de organizar y planificar.
5. Conocimiento de informática en el ámbito de estudio.
7. Resolución de problemas.

PERSONALES
9. Trabajo en equipo.
15. Razonamiento crítico.

SISTÉMICAS
17. Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica.
18. Aprendizaje autónomo.
20. Habilidad para trabajar de forma autónoma.
Competencias específicas
  • Cognitivas(Saber):

    1. Aplicar conocimientos de matemáticas, física, química e
    ingeniería.
    2. Analizar sistemas utilizando balances de materia y energía.
    4. Evaluar y aplicar sistemas de separación.
    14. Comparar y seleccionar alternativas técnicas.
    15. Realizar proyectos de I.Q.
    35. Diseñar.
  • Procedimentales/Instrumentales(Saber hacer):

    39. Calcular.
    40. Diseñar.
    45. Planificar.
  • Actitudinales:

    55. Cooperación.
    56. Coordinación con otros.
    
Objetivos
Se pretende que, al concluir la asignatura, el alumno sea capaz de
dar respuesta a los siguientes aspectos:

- Conocer y describir las características específicas y diferenciadoras de las
distintas operaciones de separación estudiadas.
- Distinguir entre las operaciones de separación mediante contacto por etapas y
contacto continuo.
- Deducir las ecuaciones de diseño de las distintas operaciones de separación
mediante el empleo de balances de materia y energía.
- Aplicar las ecuaciones de diseño de las distintas operaciones de separación a
la resolución de problemas de dimensionamiento, para conocer el número de
etapas necesarias para una separación determinada.
Programa
Tema 1. INTRODUCCIÓN. Operaciones de separación en la industria. Objetivos.
Clasificaciones.  Etapa ideal y etapa real: factor de eficacia.

BLOQUE I. OPERACIONES DE SEPARACIÓN GAS-LÍQUIDO.

Tema 2. DESTILACIÓN SIMPLE. Destilación abierta o diferencial. Destilación
cerrada o flash. Condensación parcial (desflemación): abierta y cerrada.
Tema 3. RECTIFICACIÓN: COLUMNAS DE PLATOS. Relación de reflujo. Condición de
alimentación. Cálculo del número de platos ideales: métodos analíticos (Sorel-
Lewis) y métodos gráficos (McCabe-Thiele y Ponchon-Savarit). Reflujo óptimo.
Eficacia de plato.
Tema 4. DISEÑO DE TORRES DE PLATOS. Cálculo de la altura y del diámetro de la
columna: distancia entre platos, pérdida de carga en platos, velocidad de
inundación.
Tema 5. DESTILACIÓN MULTICOMPONENTE. Equilibrio líquido-vapor en mezclas
multicomponentes. Flash multicomponente. Puntos de rocío y burbuja
multicomponentes. Métodos aproximados de separación multicomponentes: métodos
de grupo.
Tema 6. OTROS TIPOS DE DESTILACIÓN. Destilación discontinua: reflujo constante
y reflujo variable. Destilación azeotrópica. Destilación extractiva.
Tema 7. RECTIFICACIÓN: COLUMNAS DE RELLENO. Coeficientes de transferencia de
materia. Altura de la unidad de transferencia. Número de unidades de
transferencia. Comparación entre plato teórico y la unidad de transferencia.
Tema 8. ABSORCIÓN. Diagramas de equilibrio líquido-gas. Determinación
experimental de datos de equilibrio. Columnas de absorción. Otros equipos de
absorción. Absorción con reacción química.

BLOQUE II. OPERACIONES LÍQUIDO-LÍQUIDO.

Tema 9. EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO. Definición. Métodos de contacto. Diagramas
para la extracción líquido-líquido: triangular, equilibrio, en base libre de
disolvente.
Tema 10. EXTRACCIÓN POR ETAPAS. Contacto sencillo. Contacto múltiple: corriente
directa y contracorriente. Extracción con reflujo.
Tema 11. EXTRACCIÓN POR CONTACTO DIFERENCIAL. Coeficientes de transferencia de
materia. Altura de la unidad de transferencia. Número de unidades de
transferencia. Comparación entre plato teórico y la unidad de transferencia.

BLOQUE III. OPERACIONES SÓLIDO-FLUIDO.

Tema 12. EXTRACCIÓN SÓLIDO-LÍQUIDO. Extracción simple. Extracción múltiple en
corrientes directas. Extracción múltiple en contracorriente. Equipos.
Tema 13. OTRAS OPERACIONES SÓLIDO-FLUIDO. Extracción con fluidos supercríticos.
Adsorción. Intercambio iónico.

BLOQUE IV. OPERACIONES DIFUSIONALES A TRAVÉS DE MEMBRANAS.

Tema 14. MEMBRANAS. Tipos de membranas. Mecanismos de separación.
Caracterización de membranas.
Tema 15. PROCESOS DE SEPARACIÓN MEDIANTE MEMBRANAS. Ósmosis inversa.
Ultrafiltración. Microfiltración. Diálisis. Electrodiálisis.
Actividades
Durante el desarrollo del curso académico se realizarán una serie de
actividades tanto de carácter presencial como no presencial (Actividades
Académicas Dirigidas, AAD) orientadas a la consecución, por parte del alumno,
de los objetivos marcados dentro del contexto de la asignatura.
Dichas actividades consistirán, principalmente, en ejercicios
de resolución de problemas o de aplicación práctica de contenidos teóricos de
la asignatura, así como en la elaboración de temas de la asignatura que se
realizarán en el contexto de la clase o serán encargadas como trabajo personal
o en grupo; los cuales serán recogidos y evaluados posteriormente.

Para los alumnos que se acojan a la asignatura semipresencial, las actividades
propuestas se centrarán en la resolución de ejercicios tipo de cada tema y la
realización de cuestionarios de preguntas de respuesta corta y tests.
Metodología
Las clases teóricas incluirán la exposición de aquellos conceptos de carácter
fundamental, el conocimiento y correcto diseño de las distintas operaciones de
separación existentes en la actualidad, así como su aplicación a la resolución
de casos prácticos por parte del profesor. Se fomentará en todo momento la
participación de los alumnos encomendándoles, en aquellos conceptos que así lo
precisen, la resolución de aspectos muy concretos del tema en cuestión.
Por otra parte, las clases prácticas se destinarán principalmente a la
resolución de problemas por parte del alumnado. Si fuera necesario, se
establecerán grupos de trabajo fijos de 2 ó 3 alumnos, actuando el profesorado
de la asignatura como coordinadores y tutores de los mismos.
A lo largo del curso se realizarán tanto actividades AAD como pruebas
específicas, orientadas a la consecución de los objetivos propuestos en la
asignatura que contribuyan la calificación final de la misma.
Finalmente, cabe la posibilidad de encomendar, como trabajo adicional, la
elaboración de trabajos relativos a identificar aplicaciones industriales
directamente relacionadas con la asignatura en cuestión. En este caso, el
alumno
(o grupos de alumno) deberán identificar los conocimientos asimilados dentro
del contexto de la aplicación industrial. Este trabajo, deberá ser expuesto en
clase (hacia finales del curso) y sometido a debate. Su calificación será
igualmente usada en la evaluación de la asignatura.

Para los alumnos que se acojan a la asignatura semipresencial, la metodología
será diferente. La hora semanal de clase presencial se dedicará a la
exposición, por parte del profesor, de los conceptos básicos de la operación
unitaria estudiada, así como a las ideas claves para la resolución de los
ejercicios tipo, resaltando la importancia relativa de cada paso y los errores
más frecuentes. Para el resto de las horas no presenciales, se hará uso de la
herramienta del Campus Virtual como medio de comunicación permanente con los
alumnos y soporte para la colocación de información, test de autoevaluación y
tareas.
Las actividades propuestas como trabajo personal del alumno, se controlarán y
evaluarán de forma continua.
Distribución de horas de trabajo del alumno/a

Nº de Horas (indicar total): 221

  • Clases Teóricas: 59  
  • Clases Prácticas: 29  
  • Exposiciones y Seminarios:  
  • Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales):
    • Colectivas:  
    • Individules:  
  • Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
    • Con presencia del profesorado: 10  
    • Sin presencia del profesorado: 7  
  • Otro Trabajo Personal Autónomo:
    • Horas de estudio: 76  
    • Preparación de Trabajo Personal: 32  
    • ...
        
  • Realización de Exámenes:
    • Examen escrito: 8  
    • Exámenes orales (control del Trabajo Personal):  
Técnicas Docentes
Sesiones académicas teóricas:Si   Exposición y debate:Si   Tutorías especializadas:No  
Sesiones académicas Prácticas:Si   Visitas y excursiones:No   Controles de lecturas obligatorias:No  
Criterios y Sistemas de Evaluación
La asistencia a clase se considera obligatoria para los alumnos que se acojan a
la experiencia piloto.
La evaluación para estos alumnos tendrá en cuenta dos aspectos diferentes: las
actividades de formación continuada AAD y los ejercicios propios de examen.
Las AAD serán tanto de tipo presencial como de tipo no presencial y consistirán,
principalmente, en ejercicios de resolución de problemas ya sea en el contexto
de la clase o encargados como trabajo individual del alumno. Además, como
actividades de formación continuada, se realizarán también pruebas de
aplicación práctica de la asignatura. Estas actvidades serán
evaluadas y pueden contribuir a mejorar la calificación de los alumnos con un
peso de hasta el 30% en la calificación.
Aquellos alumnos que superen un 25% de horas de asistencia presencial, perderán
la puntuación correspondiente a estas actividades y su nota corresponderá
exclusivamente a la nota obtenida en los ejercicios de examen.
Respecto de los ejercicios de examen, y teniendo en cuenta que se trata de una
asignatura anual, está previsto que se realicen dos ejercicios parciales (de
acuerdo con la planificación del Centro). Las calificaciones de cada parcial
incluirán el porcentaje de nota correspondiente a las AAD realizadas. Cuando la
nota del parcial sea igual o superior a 5 puntos sobre 10 se considerará que el
alumno ha superado esta materia para todas las convocatorias oficiales del curso
académico. También, será posible compensar las notas de los parciales siempre
que la calificacón en cada uno de ellos sea igual o superior a 4 puntos sobre
10 y la media de ambos parciales sea igual o superior a 5 puntos sobre 10.

Para los alumnos que se acojan a la asignatura semipresencial, los criterios y
el sistema de evaluación serán diferentes. En primer lugar, para acogerse a
esta iniciativa, es obligatoria la asistencia a clase, así como realizar todas
las actividades propuestas por la profesora.
Las actividades teóricas presenciales, tendrán un peso del 40% en la
calificación final de la asignatura, siendo posible ir eliminando materia de la
asignatura a medida que se vaya superando. El alumno que no alcance la
calificación de 5,0 en esta parte, deberá examinarse de ella en el examen final.
Las actividades prácticas, no presenciales y obligatorias, no tendrán
calificación numérica, sólo cualitativa. La parte práctica de la asignatura,
que constituye el 60% de la misma, se superará mediante un examen final al que
deberán presentarse todos los alumnos. Será necesario obtener 5,0 puntos como
mínimo.
Se realizará un examen parcial en febrero, eliminatorio, de la parte
correspondiente al Bloque I: Operaciones Líquido-Gas, y otro en mayo-junio, del
resto de los bloques.
Será necesario obtener una calificación media mínima de 5.0 puntos en cada uno
de los parciales para considerarlos superados.
Los parciales superados se guardan únicamente para la convocatoria de
septiembre. En ningún caso, excepto en la convocatoria de Julio, se guardarán
partes de teoría y/o actividades prácticas de cualquiera de los parciales.
Los alumnos que, por algún motivo, se desvinculen de esta iniciativa, deberán
examinarse de la asignatura completa con el resto de sus compañeros de curso.
Recursos Bibliográficos
- Henley, E.J. y Seader, J.D. (1988). “Operaciones de Separación por Etapas de
Equilibrio”. Reverté (1988).
- King, C.J. (1988). “Procesos de Separación”. Repla.
- McCabe, W.L.; Smith, J.C. y Harriott, P. (1991). “Operaciones Básicas de
Ingeniería Química”. McGraw-Hill.
- Mulder, M. (1991). “Basic Principles of Membrane Technology”. Kluwer Acad.
- Vian, A. y Ocón, J. (1972). “Elementos de Ingeniería Química (Operaciones
básicas)”. Aguilar.
- Mulder, N. (1996). “Basic Principles of Membrane Technology”. Kluwer Ac. Pub.
- Perry, R.H. y Green, D.W. (1997). “Perry's Chemical Engineer’s Handbook”. 7ª
ed. MacGraw-Hill.
- Treybal, R.E. (1988). “Operaciones de Transferencia de Masa”. McGraw-Hill.
- Coulson, J.M. y Richardson, J.T. (1981). “Ingeniería Química”. Tomos II y V.
Reverté.
- Ocón, J. y Tojo, G. (1968, 1970). “Problemas de Ingeniería Química
(Operaciones básicas)”. Tomos I y II. Aguilar.
Cronograma

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