FACULTAD DE INGENIERÍA ÁREA DE CIENCIAS DE LA TIERRA

Nombre de la materia

:

QUÍMICA E INGENIERÍA VERDE PARA LA PRODUCCIÓN LIMPIA

Clave Facultad: ... 4099 Clave CACEI: ... IA Clave U.A.S.L.P.: ... No. de créditos: 6 Nivel del Plan de Estudios: .... VII

Carrera: Ingeniería Ambiental Tipo de materia: Optativa

Número de créditos aprobados: 191

Horas/Clase/Semana: 3 Horas/Práctica (y/o Laboratorio): 0 Horas totales/Semestre: 48 Trabajo extra-clase Horas/Semana: 3

Fecha última de Revisión Curricular: MAYO DEL 2014 Materia(s) requisito:

FACULTAD DE INGENIERÍA ÁREA DE CIENCIAS DE LA TIERRA

Adquirir criterios y fundamentos necesarios para el impulso, desarrollo y uso de procesos sostenibles que prevengan y reduzcan impactos al ambiente,

generen beneficios económicos y que aumenten la calidad de vida de la humanidad, basados en los principios de la química e ingeniería verde.

Contenido temático y objetivos por unidad.

1. Conceptos 7h

Objetivo particular: Revisar los conceptos base necesarios para evaluar la sostenibilidad de un proceso de producción. Definir la química verde y describir la importancia y los beneficios.

1.1. Desarrollo sostenible y química verde 1h 1.2. Principios y metas de la química verde 1h 1.3. Prevención de residuos 0.5h 1.4. Ecoeficiencia: Rendimiento, Factor E y

Economía del átomo 2.5h 1.4.1 Estequiometria

1.4.2 Reactivo limitante y en exceso 1.4.3 Porcentaje de rendimiento 1.4.4 Factor E

1.4.5 Economía atómica

1.5. Minimización de residuos 1h 1.6. Reducción de riesgo en procesos 1h 1.6.1 Diseño de conceptos químicos seguros

1.6.2 Síntesis convencional y verde Lecturas y otros recursos

Apuntes del profesor (presentaciones) Principios de la química verde.

Métodos de enseñanza

Casos de estudio, exposición oral del profesor apoyada en apuntes del profesor.

Actividades de aprendizaje

Revisión de apuntes, búsqueda bibliográfica, discusión de casos de estudio, resolución de problemas

2 Estrategias hacia una química verde 10h Objetivo particular: Describir y profundizar en las estrategias clave de la química verde para minimizar el riesgo, impacto y consumo de sustancias y el impulso de la catálisis.

2.1. Reducción en la generación de residuos 1h

CONTENIDO TEMÁTICO

OBJETIVO DEL CURSO

2.2. Tecnologías con reciclado 2h 2.2.1 Reciclado de papel

2.2.2 Reciclado de plástico 2.2.3 Reciclado de metales 2.2.4 Reciclado de vidrio

2.3. Catálisis y la química verde 3h 2.3.1 Catálisis homogénea.

2.3.2 Catálisis heterogénea.

2.3.3 Catálisis enzimática. Biocatálisis.

2.3.4 Características de los catalizadores.

2.3.5 Importancia en la química verde.

2.4. Estrategias para la sustitución de disolventes

orgánicos 3h

2.4.1 Fluidos supercríticos 2.4.1.1 Diagramas de fase

2.4.1.2 Propiedades de los líquidos 2.4.1.3 Agua supercrítica

2.4.1.4 Dióxido de carbono supercrítico 2.4.2 Líquidos iónicos

2.4.3 Compuestos fluorados

2.5. Biomimetismo 1h

2.5.1 Definición 2.5.2 Casos de estudio Lecturas y otros recursos

Revisión de artículos técnicos y científicos.

Lecturas complementarías Métodos de enseñanza

Exposición por parte del profesor y/o alumnos de fundamentos empleando apuntes del profesor (presentaciones), dinámicas de grupos, esquemas explicativos, resolución de problemas, análisis de casos reales de estudio.

Actividades de aprendizaje

En cada examen parcial y ordinario se incluirán trabajos, tareas, exposiciones, actividades en clase que tienen un puntaje (30%) del examen parcial y ordinario.

Presentación en grupo de temas del programa analítico.

Revisión de artículos científicos.

Discusión de casos de estudio.

3 Uso eficiente de la energía 6h Objetivo particular: Fomentar el aprovechamiento de la energía en procesos químicos y abordar las ventajas y desventajas de las fuentes alternativas de energía.

3.1. Integración energética de procesos químicos 4h

3.1.1 Repaso de termodinámica 3.1.2 Calores específicos y latentes 3.1.3 Entalpia de reacción

3.1.4 Calorimetría

3.2. Fuentes alternativas de energía 2h Lecturas y otros recursos

Revisión de artículos técnicos y científicos.

Lecturas complementarías Métodos de enseñanza

Exposición por parte del profesor y/o alumnos de fundamentos empleando apuntes del profesor (presentaciones), dinámicas de grupos, esquemas explicativos, resolución de problemas, análisis de casos reales de estudio.

Actividades de aprendizaje

En cada examen parcial y ordinario se incluirán trabajos, tareas, exposiciones, actividades en clase que tienen un puntaje (30%) del examen parcial y ordinario.

Presentación en grupo de temas del programa analítico.

Revisión de artículos científicos.

Discusión de casos de estudio.

4 Ecología industrial 7h Objetivo particular: Profundizar en las tecnologías

verdes de reciclado, tratamiento de aguas residuales y de manejo, disminución, tratamiento y disposición de residuos.

4.1. Recursos 1h

4.1.1 Reducción en el uso de materiales no renovables

4.1.2 Intensificación de procesos

4.2. Disminución de residuos 1h 4.2.1 Residuos industriales: no ´peligrosos y

peligrosos.

4.2.2 Reducción en origen 4.2.3 Reutilización de residuos

4.3. Tratamiento de residuos 1h 4.3.1 Residuos líquidos

4.3.2 Residuos sólidos

4.3.3 Reducción en la peligrosidad de los residuos: incineración

4.4. Disposición de residuos 1h 4.4.1 Confinamiento

4.4.2 Inyección al suelo

4.4.3 Rellenos

4.4.4 Incineración

4.4.5 Otras tecnologías verdes

4.5. Tratamiento de aguas residuales 1h 4.6. Tecnologías verdes para la disminución,

tratamiento y disposición de residuos 2h Lecturas y otros recursos

Revisión de artículos técnicos y científicos.

Lecturas complementarías Métodos de enseñanza

Exposición por parte del profesor y/o alumnos de fundamentos empleando apuntes del profesor (presentaciones), dinámicas de grupos, esquemas explicativos, resolución de problemas, análisis de casos reales de estudio.

Actividades de aprendizaje

En cada examen parcial y ordinario se incluirán trabajos, tareas, exposiciones, actividades en clase que tienen un puntaje (30%) del examen parcial y ordinario.

Presentación en grupo de temas del programa analítico.

Revisión de artículos científicos.

Discusión de casos de estudio.

5 Ingeniería Verde y Análisis De Ciclos De Vida 6h

Objetivo particular: Definir la ingeniería verde y analizar las metas de esta propuesta. Comprender la importancia del análisis de ciclo de vida como una herramienta para el desarrollo sostenible. Describir los componentes básicos de un análisis de ciclo de vida y analizar algunos casos de estudio.

5.1. Principios de la Ingeniería Verde 1h 5.2. Componentes del análisis de ciclo de vida 1h 5.3. Desarrollo de análisis de ciclo de vida 1h 5.4. Evaluación económica del ciclo de vida 1h 5.5. Aplicación del análisis de ciclo de vida 2h Lecturas y otros recursos

Revisión de artículos técnicos y científicos.

Lecturas complementarías Métodos de enseñanza

Exposición por parte del profesor y/o alumnos de fundamentos empleando apuntes del profesor (presentaciones), dinámicas de grupos, esquemas explicativos, resolución de problemas, análisis de casos reales de estudio.

Actividades de aprendizaje

En cada examen parcial y ordinario se incluirán trabajos, tareas, exposiciones, actividades en clase que tienen un puntaje (30%) del examen parcial y ordinario.

Presentación en grupo de temas del programa analítico.

Revisión de artículos científicos.

Discusión de casos de estudio.

6 Políticas Que Regulan La Ingeniería Verde y

La Sustentabilidad 5h

Objetivo particular: Obtener criterios utilizados a nivel local, nacional e internacional, para la

evaluación del impacto de la producción de bienes.

Desarrollar indicadores y conocer las políticas que rigen la química e ingeniería verde.

6.1. Indicadores ambientales 1h 6.1.1 Funciones y características de los

indicadores ambientales

6.1.2 Índices y conjunto de indicadores

6.1.3 Huella ecológica, índices de calidad de agua y aire.

6.2. Marcos conceptuales de indicadores

ambientales 1h 6.2.1 Esquema Presión-Estado-Respuesta

6.2.2 Esquema Fuerza Directriz-Presión-Estado- Impacto-Respuesta

6.2.3 Esquema de indicadores sectoriales

6.3. Sistema nacional de indicadores ambientales 1h 6.3.1 Antecedentes

6.3.2 Estructura del SNIA

6.4. Indicadores de calidad y contaminación del agua 6.5. Indicadores de calidad y contaminación del aire 1h

1h

Lecturas y otros recursos

Revisión de artículos técnicos y científicos.

Lecturas complementarías Métodos de enseñanza

Exposición por parte del profesor y/o alumnos de fundamentos empleando apuntes del profesor (presentaciones), dinámicas de grupos, esquemas explicativos, resolución de problemas, análisis de casos reales de estudio.

Actividades de aprendizaje

En cada examen parcial y ordinario se incluirán

trabajos, tareas, exposiciones, actividades en clase

que tienen un puntaje (30%) del examen parcial y ordinario.

Presentación en grupo de temas del programa analítico.

Revisión de artículos científicos.

Discusión de casos de estudio.

7 Tecnologías limpias y casos de estudio 7h Objetivo particular: Realizar un análisis crítico de procesos o casos de estudio donde se aborden los principios de la química e ingeniería verde.

7.1. Tipos de Tecnologías 1h

7.2. Tecnologías de energía renovable 1h 7.2.1 Energía eólica

7.2.2 Energía solar 7.2.3 Biomasa 7.2.4 Biocombustibles 7.2.5 Hidroenergía

7.3. Tecnologías de química verde 1h 7.3.1 Reacciones fotoquímicas

7.3.2 Microondas 7.3.3 Sonoquímica

7.3.4 Síntesis electroquímica 7.3.5 Celdas de combustible

7.4. Casos de estudio 4h

Lecturas y otros recursos

Revisión de artículos técnicos y científicos.

Lecturas complementarías Métodos de enseñanza

Exposición por parte del profesor y/o alumnos de fundamentos empleando apuntes del profesor (presentaciones), dinámicas de grupos, esquemas explicativos, resolución de problemas, análisis de casos reales de estudio.

Actividades de aprendizaje

En cada examen parcial y ordinario se incluirán trabajos, tareas, exposiciones, actividades en clase que tienen un puntaje (30%) del examen parcial y ordinario.

Presentación en grupo de temas del programa analítico.

Revisión de artículos científicos.

Discusión de casos de estudio.

Estrategias de enseñanza y aprendizaje

Exposición oral por parte de los alumnos y profesor de los fundamentos del programa analítico basada en los apuntes del profesor (presentaciones), revisión y discusión de artículos técnicos y trabajos de investigación, análisis de casos de estudio, visita de estudios a empresas..

Métodos

Exposición por parte del profesor y/o alumnos de fundamentos empleando apuntes del profesor (presentaciones), dinámicas de grupos, esquemas explicativos, resolución de problemas, análisis de casos reales de estudio.

Prácticas N/A

Elaboración y/o presentación de: Periodicidad

(semanas) Abarca Ponderación

Primer examen parcial 5 Unidad 1 y 2 23.3

Segundo examen parcial 4 Unidad 3 y 4 23.3

Examen ordinario 7 Unidad 5, 6 y 7 23.3

Tareas, trabajos, presentaciones, actividades, proyectos, visitas de estudio.

30

TOTAL 16 100

EVALUACIÓN

METODOLOGÍA

Examen a título

Incluirá el contenido de las unidades 1 a 7 Examen de regularización

Incluirá el contenido de las unidades 1 a 7 Otros métodos y procedimientos

En cada examen parcial y ordinario se incluirán trabajos, tareas, exposiciones, actividades en clase que tienen un puntaje (30%) del examen parcial y ordinario.

Presentación en grupo de temas del programa analítico.

Revisión de artículos científicos.

Discusión de casos de estudio.

Otras actividades académicas

Visitas de estudios a industrias químicas y a plantas de tratamiento de agua residual.

.

Bibliografía y recursos informáticos Textos básicos

 J.R. Mihelcic, J.B. Zimmerman (2012).

Ingeniería Ambiental. Fundamentos,

sustentabilidad y diseño. Alfa Omega Grupo Editor, México. ISBN 978-607-707-317-8.

 M.P. Cabildo Miranda, M.P. Cornago Ramírez, C. Escolástico León, S. Esteban Santos, M.A. Farrán Morales, M. Pérez Torralba, D. Sanz del Castillo (2006).

Procesos orgánicos de bajo impacto

ambiental. Química verde. UNED Ediciones, España. ISBN 84-362-5289-6.

 D.T. Allen, D.R. Shonnard (2002). Green Engineering. Environmentally Conscious Design of Chemical Processes. Prentice Hall, USA. ISBN: 013-061908-6.

 M. Lancaster (2002). Green Chemistry.

Royal Society of chemistry, Ed. 1, UK.

 J. Clark, D. MacQuarrie (2002). Handbook of Green Chemistry and Technology, Blackwell Publishing, USA

 S. Manahan (1999) Industrial Ecology:

Environmental Chemistry and Hazardous Waste, CRC Ed.

 P.T. Anastas, J.C. Warner (1998). Green Chemistry: Theory and Practice. Oxford University Press, USA. ISBN:13-978-0-19- 850234-0.

 X. Domenech (1993). Química Ambiental. El impacto ambiental de los residuos.

Miraguano Ediciones, España. ISBN: 84- 7813-109-4.

Textos complementarios

 El libro verde del automóvil (2010). Editorial Motorpress Televisa, México.

 Metcalf and Eddy, Inc. (1996). Ingeniería de aguas residuales. Tratamiento, vertido y reutilización. Mc. Graw Hill/Interamericana, México. ISBN: 0-07-041690-7.

Sitios de Internet

 A. Flores, L. Martínez, C. Martínez (2005) Indicadores básicos del desempeño ambiental en México, SEMARNAT, disponible en http://www.semarnat.gob.mx

 Programa de producción limpia de las Naciones unidas, UNIDO, disponible en http://www.unido.org/index.php?id=o4460

 Environmental performance index (EPI), disponible en: http://epi.yale.edu/Countries

 Environmental sustainability index (ESI), disponible en:

http://sedac.ciesin.columbia.edu/es/esi/

 Happy planet index (HPI), disponible en http://www.happyplanetindex.org/learn/

 Ecological footprints, disponible en http://www.myfootprint.org/

 Bhopal, un alerta al uso de sustancias químicas peligrosas en escala industrial, disponible en

http://www.bvsde.paho.org/bvstox/e/fulltext/

bhopal/bhopal.pdf

 Catallizadores: La piedra filosofal del siglo XX, disponible en

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/cienc ia/volumen2/ciencia3/059/htm/cataliza.htm

BIBLIOGRAFÍA

Pág. 2

 El desastre de Chernobyl, disponible en http://www.youtube.com/watch?v=EW2D3F T2-sc&feature=related

 La contaminación por pilas y baterías en México, disponible en

http://redalyc.uaemex.mx/src/inicio/ArtPdfRe

d.jsp?iCve=53907205