Grado de Ingeniería Química

LABORATORIO DE INGENIERÍA QUÍMICA I

Universidad de Murcia

Curso Académico 2010/11

Facultad de Química

Grado de Ingeniería Química

1. Identificación. 1.1. De la asignatura.

Nombre de la asignatura Laboratorio de Ingeniería Química I

Código 3179

Curso 2º

Tipo Obligatoria

Créditos ECTS 4,5

Estimación del volumen de trabajo del alumno Créditos ECTS X 25 = 112,5 horas

Duración Cuatrimestral (2º)

Idiomas en que se imparte Español

1.2. Del profesorado:

Se deberá indicar el profesor coordinador de la asignatura.

Horario de atención al alumnado Nombre y

Apellidos

Área/ Departamento Categoría Teléfono Correo

electrónico 2º C José Sáez Mercader (Coord.) Ingeniería Química/

Ingeniería Química Catedrático de Universidad

86888 7358 [email protected] L, M y X 17 a 19 h Demetrio Gómez Pérez Ingeniería Química/ Ingeniería Química Titular de Universidad 86888 7356 [email protected] L, M y X 17 a 19 h

2. Presentación.

Esta asignatura experimental es la primera que el área de Ingeniería Química imparte en el Grado de Ingeniería Química. Por ello, se pretende dar a los alumnos una visión general de los procedimientos y contenidos propios de la Ingeniería Química, así como establecer las bases para otras asignaturas de cursos posteriores, pertenecientes a la misma área de conocimiento.

Objetivos:

- Familiarizar al alumno con el instrumental de laboratorio y los métodos experimentales empleados en Ingeniería Química.

- Promover una actitud favorable hacia la investigación experimental.

- Reforzar los conocimientos teóricos adquiridos mediante su aplicación práctica. - Aprender a adquirir y analizar datos de interés ingenieril.

- Practicar las técnicas de trabajo en grupo en el laboratorio. - Despertar el espíritu de observación y curiosidad científica.

3. Conocimientos previos.

Los propios del acceso al Título de Graduado en Ingeniería Química. Es conveniente haber adquirido previamente conocimientos de las asignaturas “Fundamentos de Ingeniería Química”, “Mecánica y Flujo de fluidos” y “Transmisión de calor”.

4. Competencias.

Las competencias específicas que han de alcanzar los alumnos de esta materia son: Manejar correctamente equipos e instalaciones de laboratorio y planta piloto.

Ser capaz de realizar montajes experimentales, desarrollar correctamente experiencias prácticas en los mismos, obtener datos experimentales derivados de observaciones y medidas, y realizar cálculos e interpretar los resultados obtenidos, relacionándolos con las teorías adecuadas.

Aprender los métodos de trabajo en el laboratorio y las precauciones a tomar respecto de la seguridad desde la perspectiva de su aplicación en el mundo de la industria.

Desarrollar la capacidad de comunicar de forma efectiva, desde una perspectiva profesional.

Desarrollar la capacidad del trabajo en equipo. Ser capaz de elaborar informes científicos.

Saber adquirir y utilizar información bibliográfica y técnica referida a esta materia. Conocimiento y manejo de aplicaciones informáticas.

Capacidades a desarrollar:

Capacidad para estudiar el llenado y/o vaciado de un depósito con agua, tanto en situaciones en estado estacionario como no estacionario y comparar los datos experimentales con los valores teóricos. Manejo de gráficas y ábacos.

Ser capaz de manejar una instalación para flujo de fluidos con distintas conducciones y accesorios: soplante, rotámetro calibrado para aire, válvulas, medidores de caudal de carga variable, manómetro diferencial de agua y cuadro de control. Comparar los datos experimentales con los valores teóricos. Manejo de gráficas y ábaco.

Manejar una instalación para el estudio de la variación con el tiempo de la concentración de un componente en régimen no estacionario: tanque, agitador, bomba peristáltica, rotámetros, conductivímetro con célula de flujo, registrador, etc. Obtener la curva de calibrado para disoluciones de ClNa en agua por medidas de la conductividad. Comparar los datos experimentales con los valores teóricos.

Determinar experimentalmente la caída de presión provocada por el flujo de aire a través de lechos de partículas esféricas de distintos tamaños. Manejo de: aire comprimido, rotámetro calibrado para aire, medidor de orificio, manómetros diferenciales con agua, válvulas, etc. Comparar los datos obtenidos con los valores teóricos.

Medir la difusividad de un componente en una mezcla líquida y en una mezcla gaseosa. Manejo de: celda de difusión, tanque con célula conductimétrica, conductivímetro, tubo capilar de vidrio de pequeño diámetro, baño de agua termostatado, microscopio, con una escala de Vernier deslizante, etc. Comparar los datos obtenidos con los valores teóricos.

Determinar experimentalmente el coeficiente individual de transporte de materia utilizando una columna de pared mojada y comparar con el valor estimado teóricamente. Manejar el diagrama psicrométrico para determinar la humedad del aire a partir de las temperaturas seca y húmeda.

Manejar una caja térmica: control y registro de las temperaturas y adecuación a las distintas posibilidades de trabajo, paredes simples y compuestas, ventana de vidrio sencillo y doble, etc.

Obtener experimentalmente la variación con el tiempo de la temperatura del agua de un tanque agitado y comparar con la variación obtenida teóricamente a partir de un balance de calor en régimen no estacionario

Determinar experimentalmente la variación de la temperatura de un sólido en régimen no estacionario y comparar con los valores obtenidos teóricamente por resolución gráfica de las ecuaciones. Manejo de: baño termostático, termopares y registrador de la temperatura. Utilizar un banco de pruebas para bombas centrifugas: manejo de válvulas, manómetro y vacuómetro y regulador y registrador de la potencia al freno.

Capacidad para manejar un cambiador de calor: control de las temperaturas y los caudales volumétricos de los fluidos involucrados y su adecuación a las distintas posibilidades de trabajo, flujo paralelo y en contracorriente, paso sencillo y múltiple, etc. Con esta materia se contribuirá fundamentalmente a la adquisición de las siguientes competencias:

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Los contenidos se desarrollan en base al programa que a continuación se indica. Programa de clases prácticas:

1.- Llenado y/o vaciado de un depósito con agua: situaciones en estado estacionario y no estacionario.

2.- Flujo de fluidos por conducciones: a) determinación experimental de la pérdida de carga en tuberías y accesorios y b) determinación del caudal volumétrico utilizando un medidor de carga variable.

3.- Balance de materia en régimen no estacionario: estudio de la variación con el tiempo de la concentración de un componente en un tanque agitado.

4.- Lechos fijos: determinación de la caída de presión provocada por el flujo de un fluido a través de lechos porosos.

5.- Medida de la difusividad de un componente en una mezcla líquida y en una mezcla gaseosa. 6.- Columna de paredes mojadas: determinación del coeficiente individual de transporte de materia en una mezcla gaseosa.

7.- Medida de la conductividad térmica de varios materiales y del coeficiente global de transmisión de calor de diversas paredes simples y compuestas.

8.- Balance de calor en régimen no estacionario: variación de la temperatura con el tiempo en un reactor tanque agitado.

9.- Transporte de calor en régimen no estacionario: variación de la temperatura con el tiempo en el centro de un sólido finito.

10.- Determinación de las curvas características de bombas centrífugas.

11.- Cambiadores de calor: determinación, para distintas configuraciones, del coeficiente global de transmisión de calor.

6. Metodología docente y estimación del volumen de trabajo del estudiante (ECTS). 6.1. Metodología docente.

A.-Clase magistral

Será el primer contacto de los profesores con los alumnos.

Se explicara el programa de la asignatura, la metodología que se seguirá en las clases de laboratorio y los criterios de evaluación.

Se constituirán los grupos de prácticas y se entregará, o se indicará donde se encuentra, la información básica para el desarrollo de todas las prácticas.

Se hará especial énfasis en la seguridad en el laboratorio: normas de seguridad, equipamiento de protección y de emergencia, peligrosidad de las sustancias químicas, eliminación de residuos y actuación en caso de accidente.

Si el número de alumnos no es muy elevado la clase se desarrollara en la Planta Piloto del Departamento.

En cualquier caso, se realizará una visita a los laboratorios donde se desarrollarán las clases prácticas.

B.- Clases prácticas de laboratorio

Las prácticas se realizarán en grupos reducidos, fomentando el trabajo en grupo y el intercambio de ideas.

Inicialmente se proporciona al alumno un guión sobre la práctica a realizar con la información sobre el montaje -o descripción si está montado- del dispositivo experimental, su manejo y posibilidades, así como del procedimiento experimental.

Tras la lectura del guión por parte de los alumnos el profesor aclarará el objetivo de la misma, el método de toma de datos y su tratamiento, las precauciones y normas de seguridad. Además realizará una serie de cuestiones para comprobar que los alumnos han comprendido el trabajo a desarrollar.

Todo el grupo de trabajo debe participar en la realización del trabajo experimental, registrando los datos necesarios, anotando las observaciones, realizando los cálculos correspondientes, analizando los datos obtenidos y efectuando una crítica sobre el dispositivo empleado y la técnica experimental.

Con todo ello, el grupo, elaborará un informe final sobre la práctica realizada. C.- Tutorías

Las tutorías grupales servirán para aclarar dudas y detectar fallos en la consecución de las competencias de la materia, se resolverán dudas personalizadas de los alumnos relativas a las prácticas realizadas.

Se plantearán a los alumnos, individualmente, cuestiones o problemas referentes a las prácticas realizadas.

En estas sesiones. También se suministrará bibliografía de apoyo, así como pautas para la ampliación de la misma por parte del alumno.

Adicionalmente, los alumnos podrán consultar al profesor a través del Campus Virtual SUMA, todas aquellas dudas que no hayan podido ser solucionadas de forma presencial.

6.2. Estimación del volumen de trabajo del estudiante (ECTS). Volumen de trabajo del alumno

Actividad Hora presencial A Factor B Trabajo Personal C = (A x B) Volumen de trabajo D = (A + C) ACTIVIDADES TEÓRICAS Lección magistral 1 1 1 2 ACTIVIDADES PRÁCTICAS Prácticas de Laboratorio 40 1 40 80 TUTORÍAS Presencial grupal 2 1 2 4 EVALUACIONES Realización de evaluaciones 2 2 Preparación de evaluaciones 24,5 24,5 TOTAL TRABAJO 112,5 Total trabajo/25 = 4,5 Créditos ECTS 7. Temporalización o cronograma.

Actividades Prácticas Fecha/s Nº Horas

Sesión 1 S5-1 4 Sesión 2 S5-2 4 Sesión 3 S5-3 4 Sesión 4 S5-4 4 Sesión 5 S6-1 4 Sesión 6 S6-2 4 Sesión 7 S6-3 4 Sesión 8 S6-4 4 Sesión 9 S6-5 4 Sesión 10 S7-1 4 Tutorías Fecha/s Sesiones 1 a 10 S8-1 1 Sesiones 1 a 10 S14-1 1 Evaluaciones Fecha/s Sesiones 1 a 10 S16-1, S16-2 2

8. Evaluación.

- Con carácter general, la evaluación de las competencias tenderá a ponderarse de forma proporcional al tipo de actividades formativas programadas.

- Las actividades formativas de presentación de conocimientos y procedimientos y de estudio individual del estudiante serán evaluadas mediante una prueba escrita.

- Las actividades formativas en las que los estudiantes realicen algún tipo de trabajo o actividad de carácter grupal o individual serán evaluadas de forma continua a partir de las competencias establecidas para la materia sobre la base de la evaluación de los ejercicios e informes presentados por los alumnos.

El procedimiento de evaluación se recoge en la siguiente matriz de valoración:

Instrumentos de evaluación Criterios de evaluación Ponderación

- Control de las clases prácticas: evaluación continua

- Aprovechamiento integral de las sesiones, incluyendo la asistencia y participación activa

- Manejo correcto de los equipos e instalaciones.

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- Valoración del trabajo individual.

2 punto

- Informes

- Adecuada presentación y razonamiento lógico

- Claridad expositiva

- Valoración de alternativas y propuestas finales, en su caso.

- Incorporación de bibliografía relacionada con el caso práctico.

- Concisión y claridad en los desarrollos: aplicación del método científico.

- Corrección en el planteamiento, resolución y resultados finales.

3puntos

- Examen escrito

- Adecuación de las respuestas al contenido de la prueba.

- Estructuración correcta, claridad y concisión.

- Planificación temporal adecuada. - Limpieza y orden.

La asistencia a las clases prácticas es obligatoria.

La asignatura se superará con una nota mínima global de 5 puntos, siempre que se haya obtenido en cada una de las tres partes anteriores una calificación mínima de 4 puntos, también sobre 10.

En el caso de que el alumno no supere la asignatura en la convocatoria ordinaria, se le conservarán las notas obtenidas en los dos primero módulos de la evaluación, que se sumarán a la nota del examen escrito en la siguiente convocatoria. En cualquier caso, la nota mínima global para superar la asignatura seguirá siendo de 5 puntos.

Evaluación de la Docencia. Se realizará mediante un cuestionario elaborado por el Centro y/o la Unidad para la Calidad, el cual será cumplimentado por los alumnos, de forma anónima al finalizar la asignatura.

9. Bibliografía recomendada.

La bibliografía de referencia y consulta se recoge en el guión correspondiente a cada práctica.

Además se recomienda la bibliografía utilizada como referencia en las asignaturas que dan contenido a las prácticas.