Profesorado

Enrique Martínez de la Ossa Fernández
Clara María Pereyra López
Andrés Molero Gómez
Mª Dolores Gordillo Romero

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.
Las AAD consistirán, principalmente, en: ejercicios de resolución de problemas
o de aplicación práctica de contenidos teóricos de la asignatura y lecturas
recomendadas relacionadas con temas de la asignatura, que se realizarán en el
contexto de la clase o serán encargadas como trabajo personal o en grupo,
visitas a industrias del entorno y, si es posible, prácticas específicas en
laboratorio. Estas actividades serán evaluadas posteriormente y serán tenidas
en cuenta en la nota final de la asignatura, en la forma que se especifica más
adelante.
Los alumnos también deberán resolver un problema de diseño (miniproyecto) en el
contexto de alguna de las operaciones de separación estudiadas, a propuesta de
los profesores. El miniproyecto será expuesto en clase por los alumnos y
posteriormente evaluado, contribuyendo a la nota final en la forma que se
especifica más adelante

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 aprovechamiento de esta clase presencial es
imprescindible que el alumno, en las horas no presenciales, estudie de manera
autónoma la teoría. Para éstas y 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: 58  
• Clases Prácticas: 28  
• Exposiciones y Seminarios: 16  
• Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales):
  • Colectivas:  
  • Individules:  
• Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
  • Con presencia del profesorado: 6  
  • Sin presencia del profesorado: 9  
• Otro Trabajo Personal Autónomo:
  • Horas de estudio: 76  
  • Preparación de Trabajo Personal: 20  
  • ...
     
• Realización de Exámenes:
  • Examen escrito: 8  
  • Exámenes orales (control del Trabajo Personal):  

Técnicas Docentes

Criterios y Sistemas de Evaluación

La asistencia a clase se considera obligatoria para los alumnos que se acojan a
la experiencia piloto (docencia presencial) y será controlada diariamente. La
asistencia superior al 75% de las clases será contabilizada proporcionalmente
(75-100%) en la nota final hasta un 10% de la misma, en función de dicha
asistencia.
Las AAD (presenciales o no) positivamente evaluadas contabilizarán hasta un
máximo del 20% de la nota final. Los miniproyectos evaluados positivamente
también tendrán un peso de hasta el 10% en la calificación final.
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). Cuando la nota del parcial sea igual
o superior a 5 puntos sobre 10 se considerará que el alumno ha superado esta
materia. También, será posible compensar las notas de los parciales entre sí
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. La nota media de los parciales tendrá un peso del 60% en la nota final de
la asignatura.
Para considerar en la evaluación final el resto de las actividades y apartados
de la evaluación (en sus porcentajes específicos) será imprescindible haber
aprobado los dos parciales o el examen final de la asignatura.
Todo lo anterior será válido únicamente para la convocatoria de Junio del
correspondiente curso académico. En el resto de convocatorias de examen, la
evaluación se realizará únicamente sobre el corespondiente examen.

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 la hora semanal de clase, así
como realizar todas las actividades propuestas por las profesoras.
La superación de las actividades teóricas presenciales permitirá ir eliminando
materia de la asignatura. El alumno que no supere la prueba de algún tema,
deberá examinarse del mismo en el examen parcial y/o final.
En cuanto a las actividades prácticas, tanto presenciales como no presenciales,
no tendrán calificación numérica, sólo cualitativa, siendo superadas mediante
examen parcial y/o final.
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.
Para superar un parcial será necesario haber aprobado todas las pruebas
teóricas y haber obtenido una calificación de 5.0 o superior en la parte
práctica.

Las partes superadas se guardan únicamente para la convocatoria de julio. En
septiembre habrá una única misma convocatoria para todos los alumnos
matriculados en Operaciones Básicas de Separación.

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
siguiendo los criterios del grupo presencial.

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.