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Ingeniería de la Reacción Química, 2008

Cinética química aplicada. Catálisis. Reactores ideales y reales. Estabilidad. Optimización.

Ingeniería de la Reacción Química

FERNANDO GUTIERREZ MARTIN
EVANGELINA ATANES SANCHEZ
ALBERTO CAMBRA PEREIRA

Departamento de Química Industrial y Polímeros
EUIT Industrial

Area temática: Ingeniería Química
Nivel: Grado
Programa de estudios actual: Ingeniería Técnica Industrial, esp. Química Industrial

Última revisión: Junio de 2008

Imagen: Departamento de Química Industrial y Polímeros

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Horas de clase de teoría y de laboratorio: 75
Tiempo total previsto de aprendizaje: 195

 

PRERREQUISITOS Y CONOCIMIENTOS PREVIOS RECOMENDADOS

Química, Fisico-química y Principios de los procesos químicos

 

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ASIGNATURA

La asignatura Ingeniería de la Reacción Química (IRQ) incluye una introducción a los reactores químicos (fundamentos y cinética aplicada, dedicada esta al cálculo de la reactividad, esencial para el diseño, control y optimización de los reactores industriales), seguido por los cuatro temas clave que abarcan el análisis de sus distintos tipos y modos de operación (los modelos de `reactores ideales´, el régimen transitorio y las reacciones múltiples, el flujo no ideal y, por último, los sistemas heterogéneos).

 

OBJETIVOS: CONOCIMIENTOS Y CAPACIDADES

La IRQ es la metodología para sistemas químicos reactivos, donde es preciso escalar y operar industrialmente los resultados observados en los laboratorios, que permite tratar de un modo unificado cualquier problema de reacción independientemente de su naturaleza química o industria específica.

La base de esta disciplina es cuantificar la influencia de los fenómenos de transporte y la cinética, para relacionar el funcionamiento de los reactores con las condiciones y variables de entrada:

Funcionamiento del reactor = f (entrada, cinética, contacto)

Para este cometido se requieren la química, termodinámica, cinética, mecánica de fluidos, física, biología, etc. El rendimiento, la selectividad o la producción pueden considerarse como medidas del funcionamiento, mientras que la alimentación y condiciones operativas constituyen las variables de entrada. La dinámica de fluidos (simples o multifásicos) determina el contacto, mientras que la descripción cinética relaciona la velocidad de reacción con las variables intensivas como la temperatura y presión, las concentraciones, actividad del catalizador, etc.

Junto a los principios básicos, solo será posible enseñar normalmente algunos desarrollos bien elegidos y valiosos; aunque desde el punto de vista que la IRQ es una disciplina madura, más importante que un desarrollo mayor de los principios, resulta su aplicación y las nuevas tecnologías. Y aunque el empleo de las computadoras, métodos numéricos y programación es de gran utilidad para enfrentar los principios básicos de la IRQ con los problemas prácticos reales, no deben olvidarse los riesgos de una excesiva sofisticación matemática que pierda el contacto con la realidad (p.ej. modelos muy complejos, asumiendo un conocimiento preciso de la cinética, algo que rara vez sucede en la práctica industrial); por ello, debe buscarse un compromiso entre el nivel óptimo de IRQ y las prácticas demasiado simplistas, donde el escalamiento se basa muchas veces en la semejanza de velocidades espaciales y los márgenes de seguridad.

 

MATERIAL DOCENTE

Se proporciona documentación teórica de cada uno de los temas, presentaciones gráficas de los principales métodos de diseño, colecciones de problemas resumidos y casos avanzados, así como guiones de prácticas de laboratorio y materiales visuales.

 

ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN O TAREAS PRÁCTICAS

La asignatura se evalúa mediante un examen presencial, con propuestas de desarrollos y cálculos (fundamentalmente resolución de ejercicios), y a través del aprovechamiento de los seminarios prácticos, problemas y laboratorio que se realizan durante el curso.

  • La calificación final será el resultado de ambas evaluaciones, pudiéndose superar la asignatura con una nota mínima en el examen principal, y la posibilidad de compensar con el resto de las actividades académicas propuestas. 

 

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Copyright 2009, Autores y colaboradores. Reconocer autoría/Citar obra. Martín, F. G., Sánchez, E. A., Pereira, A. C. (2010, February 15). Ingeniería de la Reacción Química. Retrieved April 24, 2014, from OCW UPM - OpenCourseWare de la Universidad Politécnica de Madrid Web site: http://ocw.upm.es/ingenieria-quimica/ingenieria-de-la-reaccion-quimica. Esta obra se publica bajo una licencia Licencia Creative Commons Licencia Creative Commons