Profesorado

Fernando Soto Fernández

Situación

Prerrequisitos

No se necesitan

Contexto dentro de la titulación

Esta asignatura estudia cada una de las operaciones básicas, que más tarde se
emplearan en los distintos procesos químicos industriales. Aporta al perfil
del alumno información básica que le permitirá desarrollar competencias
profesionales desde el conocimiento de las operaciones que se llevan a cabo en
la Industria Química.

Recomendaciones

Se recomienda haber cursado la asignatura de Principios de los Procesos
Químicos

Competencias

Competencias transversales/genéricas

•  Instrumentales: Capacidad de análisis y síntesis. Capacidad de
organización y planificación. Comunicación oral y escrita en la lengua nativa.
Resolución de problemas. Toma de decisiones.
•  Personales: Trabajo en equipo. Razonamiento crítico.
•  Sistemáticas: Habilidad para trabajar de forma autónoma. Adaptación a
nuevas situaciones. Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica.

Competencias específicas

• Cognitivas(Saber):

  Conocer las bases que rigen el transporte de fluidos así como los
  equipos necesarios para tal fin. Conocer los principios de la
  transferencia de calor como los equipos principales para el
  intercambio de calor. Finalmente conocer las reglas que rigen la
  transferencia de masa entre sistemas.

• Procedimentales/Instrumentales(Saber hacer):

  Calcular la potencia necesaria para transportar fluidos. Calcular
  los requisitos necesarios para transferir calor de una sustancia a
  otra así como poder diseñar los equipos empleados para dicha la
  transferencia. Calcular las etapas de equilibrio necesarias para
  transferir y separar componentes de mezclas.

• Actitudinales:

  Capacidad de diseño, desarrollo y dirección. Capacidad de evaluación.

Objetivos

Objetivos propios de la asignatura:
Adquirir los fundamentos básicos que rigen las operaciones más importantes de
los procesos químicos. Cabe destacar el transporte de fluidos por tubería así
como los equipos de impulsión de los mismos, las operaciones de transferencia
de calor incluyendo principalmente los intercambiadores de calor y finalmente
los procesos de transferencia de masa incluyendo principalmente la absorción,
extracción lixiviación y destilación.
Objeto de la asignatura dentro de la titulación:
En los procesos químicos industriales (la titulación aborda el estudio de estos
procesos) se dan una serie de operaciones necesarias para lograr el objetivo
como es obtener un buen producto. Estas operaciones, básicas en cualquier
proceso, como el transporte de fluidos, la transferencia de calor, la
transferencia de masa de un sistema a otro, etc. son objeto de estudio en esta
asignatura. Es por ello que aborda un capítulo muy importante en las Industrias
de procesos químicos.

Programa

TEMA 1. CIRCULACIÓN DE FLUÍDOS POR TUBERÍAS (10 horas)
Principio de conservación de la masa; Ecuación de continuidad.- Principio de
conservación de la energía; Ecuación de Bernouilli.- Mecanismos de la
circulación de fluidos por tuberías y otros conductos.- Cálculo de las pérdidas
de carga por fricción.- Otras pérdidas de carga en las instalaciones.

TEMA 2. EQUIPOS PARA EL FLUJO DE FLUIDOS (10 horas)
Introducción.- Conducciones y accesorios.- Válvulas.- Aparatos para la
impulsión de fluidos.- Impulsión de líquidos.- Impulsión de gases.

TEMA 3. MECANISMOS DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR (5 horas)
Introducción a la transmisión de calor.- Consideraciones generales sobre estos
mecanismos.- Régimen permanente de la conducción de calor en una dimensión.-
Caso de superficies bañadas por fluidos a temperaturas conocidas.- Coeficiente
global de transmisión del calor.

TEMA 4. INTRODUCCION AL DISEÑO DE CAMBIADORES (5 horas)
Introducción.- Cambiadores de calor líquido-líquido, gas-gas y líquido-gas.-
Balance de energía.- Ecuación de Fourier.- Diferencia de temperaturas.-
Coeficiente global de transmisión "U".- Número de unidades de
transmisión "NTU".- Naturaleza de los fluidos.

TEMA 5. CAMBIADORES DE CALOR DE DOBLE TUBO Y CARCASA Y TUBOS (5 horas)
Diseños y construcción.- Coeficiente de película para fluidos en el interior de
los tubos.- Coeficiente de película para fluidos por el espacio anular.-
Diámetro equivalente.- Tubos interiores con aletas longitudinales.- Diferencia
media de temperatura.- Cálculo de un intercambiador de doble tubo.- Diferentes
diseños de cambiadores multitubulares.- Partes fundamentales de un cambiador
multitubular.-  Proceso de cálculo.

TEMA 6. OPERACIONES DE ETAPAS DE EQUILIBRIO (5 horas)
Introducción a las operaciones de transferencia de materia.- Equipos típicos.-
Terminología para contacto por etapas.- Balances de materia y entalpía.-
Métodos gráficos.- Determinación del número de etapas ideales.

TEMA 7. DESTILACIÓN (10 horas)
Destilación flash.- Destilación diferencial o sencilla.- Rectificación
continua.- Torres de varias etapas (platos): Método de Ponchon y Savarit,
método de McCabe Thiele y método de Sorel y Lewis.- Diseño de columnas de
platos.- Torres de contacto continuo (torres empacadas).

TEMA 8. ABSORCIÓN DE GASES (5 horas)
Diseño de torres de relleno.- Fundamentos de la absorción.- Velocidad de
absorción.- Correlaciones de transferencia de materia.- Absorción con reacción
química.

TEMA 9. EXTRACCIÓN SÓLIDO-LIQUIDO (5 horas)
Concepto.- Tipos de equipos utilizados.- Método de trabajo.- Métodos de
cálculo.- Etapa ideal.- Resolución gráfica de la extracción sólido-líquido.

TEMA 10. EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO (5 horas)
Diagramas ternarios y curva de equilibrio.- Selección del disolvente.- Método
gráfico de cálculo del número de etapas.- Operación con reflujo del extracto y
del refinado.- Relación mínima de reflujo.- Número mínimo de etapas.

Actividades

Las actividades se realizan íntegramente en el aula. Clases de teoría, clases
de prácticas, tutorías especializadas colectivas, exámenes

Metodología

Los temas se desarrollarán en exposiciones orales seguidos de la realización de
problemas correspondientes a la parte teórica desarrollada. Deberán
desarrollarse por parte del alumno la mayor parte de los problemas propuestos
en la colección, así como los de exámenes de convocatorias anteriores. Es
recomendable, para esta parte práctica, el trabajo en grupos reducidos –en
torno a cinco alumnos- con puestas en común.

Distribución de horas de trabajo del alumno/a

Nº de Horas (indicar total): 176

• Clases Teóricas: 30  
• Clases Prácticas: 19  
• Exposiciones y Seminarios:  
• Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales):
  • Colectivas: 6  
  • Individules: 1  
• Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
  • Con presencia del profesorado: 16  
  • Sin presencia del profesorado: 50  
• Otro Trabajo Personal Autónomo:
  • Horas de estudio: 40  
  • Preparación de Trabajo Personal: 10  
  • ...
     
• Realización de Exámenes:
  • Examen escrito: 4  
  • Exámenes orales (control del Trabajo Personal):  

Técnicas Docentes

Criterios y Sistemas de Evaluación

.  Exámenes de teoría y problemas: Se realizarán exámenes de teoría y
problemas a lo largo del cuatrimestre (dos parciales y un final) en los que los
alumnos tendrán que demostrar que han adquirido las competencias trabajadas
durante el cuatrimestre. Para la parte de teoría se plantearán cuestiones
cortas más en la línea de los fundamentos que de desarrollos formulísticos.
Para la parte de problema se plantearán problemas de los más reales de los que
se presentan en las distintos casos de reacciones de la industria de procesos
químicos, pudiéndose disponer -para esta parte- de formularios y tablas (estos
sólamente si están encuadernados con gusanillo)y calculadora. Queda fuera de
este uso los libros, apuntes, colecciones de problemas y exámenes, etc. Los
parciales son eliminatorios, esto es, que si se supera, se estará exento de esa
parte en el examen final. No obstante, el alumno podrá presentarse de esos
parciales en el examen final en el caso de querer subir nota. La nota de teoría
se multiplicará por un coeficiente de 0,4 y la de problema por 0,6. La nota
final media por exámenes supondrá el 80% de la nota global en la asignatura.
Con menos de 3 puntos -sobre 10- en alguna de las partes no es posible hacer
media y por tanto no es posible aprobar la asignatura.
•  Asistencia a clase y actividades: Se realizará un seguimiento de la
asistencia a las clases de teoría y prácticas. En el caso de las actividades
académicas dirigidas se valorará la participación activa de los alumnos en los
debates que se planteen. El peso de esta parte en la nota final de la signatura
será de un 12,5%.
•  Preparación y exposición de trabajos: Se propondrán trabajos
monográficos a los alumnos para su realización individual o por grupos, con la
posibilidad, en su caso, de exposición al resto de los alumnos. El peso de esta
parte supondrá un 7,5% sobre la nota global.

Recursos Bibliográficos

COSTA NOVELLA y otros: Ingeniería Química, tomos 3 y 5. Alhambra Universidad,
Madrid, 1986
McCABE  y otros: Operaciones básicas de Ingeniería Química. McGraw-Hill,
Madrid, 1991
COULSON y otros: Ingeniería Química. Reverté, Barcelona, 1988
TREYBAL: Operaciones de transferencia de masa, 2/e.McGraw-Hill, México, 1988
KERN: Procesos de transferencia de calor. Continental, México, 1995
OCON y TOJO: Problemas de Ingeniería Química. Aguilar, Madrid, 1971