-1- Irakaskuntza Gida. 3. kurtsoa, Ingenieri Kimikoa

(1)

Guía Docente. 3º Curso. Ingeniero Químico

-1-

_{Irakaskuntza Gida. 3. kurtsoa, Ingenieri Kimikoa}

E

Ex

xp

pe

er

ri

i

me

m

en

nt

ta

ac

ci

ió

ón

n

e

en

n

I

In

ng

ge

en

ni

i

er

e

rí

ía

a

Q

Qu

u

ím

í

mi

ic

ca

a

I

[

[E

EI

IQ

QI

I]

]

Datos de la asignatura

Titulación Ingeniero Químico Plan BOE 3/5/99

Asignatura Experimentación en Ingeniería Química I Código EIQI-EIKI

Tipo Troncal Periodo Anual Curso 3º

Créditos 15 Departamento Ingeniería Química Descripción

BOE

Realización de prácticas sobre propiedades termodinámicas y de transporte, flujo de fluidos, transmisión de calor, operaciones de transferencia de materia y cinética de las reacciones químicas.

Requisitos previos

Se recomienda haber aprobado las asignaturas troncales y obligatorias de 2º curso de Ingeniero Químico.

Profesorado Profesor Asier Aranzabal

Ubicación Ingeniería Química, Planta 1ª

Teléfono 946 015 554 Correo electrónico [email protected] Profesor José Antonio González

Ubicación Ingeniería Química, 1ª Planta

Teléfono 946 012 684 Correo electrónico [email protected] Profesor José Ignacio Lombraña

Teléfono 946 012 512 Correo electrónico ji.lombrañ[email protected] Profesor Maria Pilar González Marcos

Teléfono 946 015 412 Correo electrónico [email protected] Profesor

Ubicación Ingeniería Química, Planta 1ª Teléfono 946 012 000 Correo electrónico

Técnico de Apoyo al Laboratorio Nombre Luis Ángel García Castresana

(2)

-2-

COMPETENCIAS

Competencias específicas a desarrollar en la materia

E.I. Identificación y formulación de problemas relacionados con cada una de las prácticas a realizar para así validar conceptos y principios de ciencias básicas e ingeniería.

E.II. Establecimiento de objetivos, planificación de experimentos y tratamiento adecuado de la información recopilada para adquirir destreza en el desarrollo de metodologías de trabajo adecuadas a cada tipo de tarea.

E.III. Elección y manejo adecuado de equipos, material y técnicas de laboratorio, para así desenvolverse en el laboratorio de forma segura, higiénica y respetuosa con el medio ambiente.

E.IV. Predicción de resultados para desarrollar criterios de análisis, interpretación y evaluación de los valores obtenidos.

E.V. Realización de informes técnicos para poder comunicar de forma efectiva los resultados de un estudio o proyecto.

Competencias transversales a desarrollar en la materia

T.I. Capacidad y disposición para el trabajo en equipo, asumiendo responsabilidades y colaborando adecuadamente.

T.II. Responsabilidad ética y profesional.

T.III. Empleo de software adecuado a cada necesidad.

T.IV. Autoaprendizaje y reconocimiento de la necesidad de aprendizaje continuo durante toda la vida.

TEMARIO

TRANSFERENCIA DE MATERIA

Práctica 1. TRANSFERENCIA DE MATERIA POR DIFUSIÓN EN FASE ESTANCA. Ley de Fick. Experimento de Winkelmann. Cálculo del coeficiente de difusividad. Comparación de resultados experimentales y estimaciones.

Práctica 2. DESTILACIÓN. Equilibrio líquido-vapor. Diagramas de equilibrio [y-x] y [T-x,y]. Destilación discontinua. Balances de materia: Ecuación de Rayleight.

Práctica 3. EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO I. Equilibrio entre fases. Diagramas ternarios con dos fases parcialmente miscibles.

Práctica 4. EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO II. Operación en etapas de equilibrio múltiples de flujo cruzado. Balances de materia: líneas de reparto y alimentación. TRANSFERENCIA DE CALOR

Práctica 5. TRANSMISIÓN DE CALOR POR CONDUCCIÓN EN UNA Y DOS DIRECCIONES. Ley de Fourier. Conductividad. Estado estacionario. Balance microscópico de calor. Resolución de sistemas de ecuaciones.

Práctica 6. SUPERFICIES AMPLIADAS PARA LA TRANSMISIÓN DE CALOR. Leyes de Fourier y Newton. Convección natural y forzada. Conductividad y coeficiente de convección. Balance microscópico de calor. Eficacia de una aleta.

Práctica 7. CAMBIADORES DE CALOR. Ley de Newton. Coeficiente de convección. Coeficiente global de transmisión de calor. Eficacia de calentamiento. Unidades de transferencia de calor.

(3)

-3-

MECÁNICA DE FLUIDOS Y TRANSFERENCIA DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO

Práctica 8. FILTRACIÓN. Filtración a presión constante. Cinética de filtración. Resistencia del medio y de la torta. Compresibilidad de la torta. Pérdida de carga en lecho fijo: ecuación de Ergun.

Práctica 9. NEUMÁTICA. Funcionamiento de sistema neumático. Evaluación de pérdidas de carga. Calibración de medidores de caudal en un circuito neumático. Práctica 10. HIDRÁULICA. Funcionamiento de sistema hidráulico. Evaluación de pérdidas

de carga.

Práctica 11. SOPLANTES. Curva característica de una soplante. Rendimiento.

Práctica 12. BOMBAS CENTRÍFUGAS. Funcionamiento de sistemas de bombeo con dos bombas, en serie y en paralelo. Potencia. Rendimiento. Curva característica.

CINÉTICA DE REACCIONES QUÍMICAS

Práctica 13. CINÉTICA DE REACCIONES HOMOGÉNEAS I. Conversión. Velocidad de reacción. Planificación de experimentos para el cálculo del orden de reacción en un reactor discontinuo de mezcla perfecta. Análisis diferencial e integral de datos cinéticos.

Práctica 14. CINÉTICA DE REACCIONES HOMOGÉNEAS II. Ecuación de Arrhenius. Energía de activación. Planificación de experimentos para el cálculo de la energía de activación en un reactor discontinuo de mezcla perfecta. Análisis diferencial e integral de datos cinéticos.

Práctica 15. CINÉTICA DE REACCIONES CATALÍTICAS. Obtención de datos cinéticos para el cálculo de la constante cinética de una reacción catalítica homogénea. El papel del catalizador. Análisis diferencial y/o integral de datos cinéticos. Práctica 16. OPERACIÓN Y MODELIZACIÓN Y ANÁLISIS UN RCTA EN ESTADO NO

ESTACIONARIO.

PRÁCTICAS DE CAMPO.

Visitas a empresas del sector químico, energético y alimentario.

CALENDARIO

(4)

-4-

METODOLOGÍA

La asignatura está articulada en base a tres actividades principales: prácticas de laboratorio, prácticas de campo y examen.

PRÁCTICAS DE LABORATORIO

Las prácticas incluyen tres tipos de tareas: informe preliminar, laboratorio e informe final.

El informe preliminar se elaborará en base a un guión facilitado por los profesores de la asignatura, y requiere de la elaboración de un plan de trabajo, la búsqueda de información (laboratorio, bibliografía, internet) y la preparación de una ficha según modelo facilitado.

Experimentación en el laboratorio. Una vez obtenido el visto bueno del informe preliminar, se llevará a cabo la práctica en el laboratorio para la obtención y validación de los resultados experimentales.

El informe final requiere el tratamiento y obtención de resultados. Para el 80% de las prácticas, el grupo rellenará una ficha según modelo facilitado, y para el 20% restante se presentará un guión completo elaborado en base a una plantilla y unas normas de elaboración (tipo de letra, interlineado, justificación, referencias bibliográficas, etc).

VISITAS

Las visitas constan de la siguiente tarea específica:

Desplazamiento hasta la planta y realización de la visita guiada, en la que se requiere la participación activa del alumno.

EXAMEN

Al final del curso, se realizará un examen individual en el que el alumno deberá responder a un cuestionario para evaluar el grado de asimilación de la información recibida en las prácticas de campo, capacidad de discusión e interpretación de resultados experimentales y sobre los procedimientos de trabajo en el laboratorio.

A continuación se ofrece un cuadro resumen de lo anteriormente expuesto. Tipo de tarea Competencia a

lograr

h, P

Tareas específicas Informe preliminar E.I, E.II, E.IV, E.V 50 Elaboración del plan de trabajo

(objetivos, tareas, coordinadores, agenda).

Búsqueda de información (laboratorio, bibliografía, internet).

Preparación ficha preliminar según modelo.

Laboratorio E.III, E.IV 50 Obtención y validación de resultados experimentales.

Informe final E.II, E.IV, E.V 45 Tratamiento de datos y obtención de resultados.

Elaboración ficha final según modelo (7 prácticas).

Elaboración guión completo (2 prácticas)

Visita E.I 5h/

visit

Visita guiada en grupo a plantas e instalaciones diversas.

Examen E.I, E.II, E.III, E.IV, E.V,

5 Responder a un cuestionario en un tiempo limitado sobre aspectos relacionados con la asignatura.

(5)

-5-

EVALUACIÓN

A continuación se indican los criterios de evaluación propuestos. En cada tarea se marcan los requisitos mínimos para superar la asignatura, así como el porcentaje de ejecución y la calificación mínima en cada caso. Asimismo, se indica el peso relativo en la nota final de la asignatura.

Para cada una de las prácticas, y tras la entrega del informe final, el profesor responsable adjudicará una calificación provisional. La calificación final se completará de acuerdo con la siguiente distribución:

Requisitos mínimos Tipo de tarea Compe-tencias a evaluar. Criterios de evaluación Compl, % Calif., % % de la nota final Informe preliminar E.I, E.II, E.IV, E.V

Comprensión de la problemática específica de cada una de las prácticas así como de los conceptos teóricos relacionados.

Elaboración, adecuación y cumplimiento del plan de trabajo.

Adecuación de los resultados previstos. Formato y redacción de los informes.

100 50 30

Laboratorio E.III, E.IV Adecuación en la elección y manejo de equipos, material y técnicas de laboratorio. Visión crítica de los resultados obtenidos. Actitud positiva, colaboración dentro y fuera

del grupo.

100 33 30

Informe final E.II, E.IV, E.V

Cumplimiento del plan de trabajo.

Adecuación del tratamiento empleado para la consecución de los resultados.

Evaluación de los resultados obtenidos. Formato y redacción de los informes

100 33 30

Examen E.I, E.II, E.III, E.IV, E.V

Asimilación de la información recibida en las prácticas de campo.

Discusión e interpretación de resultados experimentales.

Procedimientos de trabajo en el laboratorio.

75 50 10

BIBLIOGRAFÍA

Para esta asignatura se recomienda la consulta de la bibliografía básica y de profundización de las asignaturas teóricas relacionadas con cada una de las prácticas (Mecánica de Fluidos y Transmisión de Calor, Termodinámica y Cinética Química Aplicadas, Operaciones Básicas de Ingeniería Química, Cálculo Numérico).

Además, se puede consultar bibliografía específica sobre manejo de instrumental y técnicas de laboratorio:

Kirkuk, L. “Experimental Methods: An IntroductIon to the Analisis and Presentation of Data”, Wiley, Melbourne, 1994.

Guiteras, J., Rubio, R. y Fonrodona, G. “Curso Experimental en Química Analítica”, Síntesis, Madrid, 2003.

Perry, R.H. y Green, W. “Perry's Chemical Engineers Handbook”, 7. ed., McGraw-Hill, New York, 1997.

Libro web de Química del NIST (National Institute of Standards and Technology):