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Química Industrial
La asignatura Química Industrial se imparte en el segundo semestre del tercer curso de la titulación de Grado de Ingeniería Química y tiene carácter obligatorio. Es una asignatura teórico-práctica de 6 créditos que pertenece al grupo de las asignaturas fundamentales y la imparte el Área de Ingeniería Química del Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente.
La finalidad de esta asignatura es integrar y afianzar los conocimientos adquiridos en las asignaturas de Bases de la Ingeniería Química, Química Orgánica e Inorgánica, Termodinámica Aplicada, Fenómenos de Transporte, Operaciones Básicas de Ingeniería Química, Cinética de las Reacciones Químicas, etc.
El objetivo general de la asignatura es proporcionar al alumno las herramientas necesarias para poder analizar y entender el funcionamiento de una planta industrial química, partiendo de las materias primas, hasta llegar a los distintos productos acabados, analizando los equipos que se utilizan, las condiciones en la que se opera, las repercusiones medioambientales que conllevan y las posibles mejoras tecnologías que se pueden aplicar.
Los conocimientos que el alumno adquiere en esta asignatura le permitirán:
- Interpretar los diagramas de flujo detallados para comprender los procesos productivos.
- Diferenciar los posibles tratamientos de las materias primas naturales.
- Analizar los procesos de transformación en productos útiles para la sociedad.
- Relacionar las diferentes industrias químicas con los diferentes problemas medioambientales.
La asignatura no tiene requisitos especiales, pero es recomendable que el alumno pueda plantear y resolver balances de materia y energía, tenga conocimientos de termodinámica, cinética y equilibrio químico, fenómenos de transporte y conozca los fundamentos del funcionamiento de los equipos de operaciones unitarias de Ingeniería Química.
Las competencias generales y específicas que se trabajarán en esta asignatura, y que vienen recogidas en la memoria de verificación del Grado en Ingeniería Química, son:
Competencias generales
CG1 (i) | Capacidad para realizar análisis y síntesis de un proceso en un entorno bien o parcialmente definido. |
CG2 (i) | Capacidad para organizar y planificar la formulación y resolución de problemas de carácter investigador o productivo. |
CG5 (i) | Capacidad de obtener, gestionar y almacenar de forma ordenada información relevante de su campo de estudio. |
CG9 (p) | Capacidad para trabajar sólo o en grupo, posiblemente de carácter multidisciplinar, con disponibilidad y flexibilidad para dirigir y ser dirigido en función de la definición coyuntural o la imposición circunstancial de liderazgos o prioridades. |
CG11 (p) | Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación relacionada con su entorno de trabajo. |
CG13 (p) | Capacidad para resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Química. |
CG14 (s) | Tener capacidad para el aprendizaje autónomo, el entrenamiento y la readaptación continua a nuevos tiempos, nuevos retos, nuevas tecnologías, nuevos equipos y nuevas condiciones de trabajo, así como para la interacción sinérgica con expertos de áreas afines o complementarias, de forma crítica y autocrítica. |
CG16 (s) | Capacidad para realizar trabajo como experto y, para liderar equipos de trabajo, en plantas industriales donde se desarrollen operaciones y/o procesos de naturaleza física y/o química. |
CG17 (s) | Capacidad para aplicar los principios y métodos de la calidad, así como para implantar en su entorno la motivación por los temas de calidad y normativa relacionada con la misma, con especial énfasis en las relaciones laborales, la seguridad de las personas y la protección de instalaciones y del entorno. |
CG20 (s) | Conocimiento en materias básicas y tecnológicas que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones. |
CG21 (s) | Capacidad para analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones técnicas, así como para implantar sistemas de conservación de recursos, desarrollo sostenible y conservación del Medio Ambiente. |
CG22 (s) | Capacidad de organización y planificación en el ámbito de la empresa y otras instituciones y organizaciones. |
Competencias específicas
CE1 (a) | Capacidad para interiorizar, por vía de comprensión crítica, los conceptos fundamentales de las ciencias básicas experimentales e incorporarlos de forma fluida al pensamiento crítico y experto, fuera y dentro del ámbito del trabajo. |
CE3 (a) | Conocimientos de termodinámica aplicada y transmisión de calor: Principios básicos y su aplicación a la resolución de problemas de ingeniería. Leyes generales de la Termodinámica y Cinéticas Física y Química, para establecer los modelos matemáticos que controlan las relaciones de equilibrio y de velocidad de los procesos. |
CE4 (a) | Comprensión y dominio de los conceptos básicos sobre las leyes generales de la mecánica, campos y ondas, y electromagnetismo, y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería. |
CE5 (a) | Capacidad para aplicar conocimientos básicos de Matemáticas, Física, Química a la creación de un cuerpo de doctrina, la Ingeniería Química, que permita la resolución de problemas planteados en la Industria de Procesos. |
CE6 (a) | Incorporar de forma natural y motivada los modelos y el lenguaje matemático a la interpretación rigurosa y generalizada de los fenómenos de cambio termodinámico, fenómenos de transporte y reactividad química. |
CE7 (a) | Conocimientos sobre Balances de Materia y Energía, Operaciones de Separación, Ingeniería de la Reacción Química, y valorización y transformación de materias primas y recursos energéticos. |
CE8 (a) | Conocimientos de Operaciones Básicas de Fluidos, Calor y Materia, de los equipos para llevarlas a cabo y de la optimización de las condiciones de operación de las mismas. |
CE9 (a) | Conocimientos de los fundamentos de ciencia, tecnología y química de materiales. Comprender la relación entre la microestructura, la síntesis o procesado y las propiedades de los materiales. Conocimiento de materiales utilizados en las industrias de procesos y su relación con el proceso productivo, la economía y el entorno. Obtención, propiedades y aplicaciones de los materiales en la Industria. |
CE10 (a) | Conocimiento y utilización de los principios de resistencia de materiales. |
CE14 (a) | Conocimientos para integrar en el núcleo de la Ingeniería Química los fundamentos científicos del Equilibrio, la Cinética y la Estequiometría y los recursos de Estrategia, Dinámica, Simulación y Control propios de las Ingenierías de Proceso. |
CE15 (a) | Conocimientos básicos de los sistemas de producción y fabricación. |
CE16 (a) | Capacidad para interpretar y analizar con rigor procesos preexistentes, determinando sus fortalezas, debilidades y condiciones críticas. |
CE18 (a) | Tener capacidad para adaptarse, con éxito, a situaciones y problemas novedosos con información incompleta, incierta o evolucionante. |
CE20 (d) | Capacidad para aplicar principios básicos de Economía a la gestión productiva de la Empresa. |
CE21 (d) | Capacidad para aplicar programas medioambientales y de desarrollo sostenible a las industrias de procesos. |
CE23 (p) | Capacidad para la realización de operaciones básicas de flujo de fluidos, de transmisión de calor y de transferencia de materia, así como para hacer funcionar los equipos correspondientes a las mismas. |
Estas competencias se concretan en los siguientes resultados de aprendizaje esperados.
RQI1. Conocer las materias primas disponibles y económicamente competitivas para la elaboración de los principales productos de la industria química.
RQI2.Interpretar diagramas de flujo de los distintos procesos industriales identificando los elementos que conforman el mismo y realizar estudios críticos acerca de las razones de la presencia de cada elemento o etapa del diagrama.
RQI3. Realizar cálculos matemáticos para la resolución de problemas relacionados con los diagramas de flujo de los procesos realizando balances de materia y energía utilizando diagramas característicos de la Química Industrial
RQI4. Seleccionar de distintas alternativas para la obtención de un producto químico.
RQI5. Conocer metodologías para la consulta de fuentes de información referidas a nuevas técnicas industriales o a mejoras de procesos productivos existentes.
Los contenidos de la asignatura “Química Industrial” se han organizado en tres bloques, subdivididos en los siguientes temas:
I- INTRODUCCIÓN
Tema 1. La Química Industrial.
Tema 2. Energía en la industria química.
Tema 3. Materias primas en la industria química.
Tema 4. El agua como materia prima.
II- INDUSTRIA QUÍMICA INORGÁNICA
Tema 5. El aire como materia prima.
Tema 6. Carbonato sódico.
Tema 7. Industria cloro-álcali.
Tema 8. Industria del ácido sulfúrico.
Tema 9. Amoniaco, ácido nítrico y derivados.
Tema 10. Roca fosfática y fertilizantes.
Tema 11. Caliza, derivados y cemento. Yeso.
Tema 12. Industria del vidrio.
Tema 13. Industria cerámica y refractaria.
III- INDUSTRIA QUÍMICA ORGÁNICA
Tema 14. El carbón.
Tema 15. El petróleo.
Tema 16. Industria carboquímica y petroquímica
Tema 17. El gas natural.
Tema 18. La industria papelera.
Tema 19. Industria química orgánica fina.
A lo largo del curso los alumnos tendrán a su disposición el material gráfico que se empleará en las clases presenciales. Recibirán también, con antelación a su resolución, los enunciados de los ejercicios numéricos y casos prácticos propuestos que se desarrollarán en las clases. Todo ello estará disponible en el apartado del “Campus Virtual” de la asignatura.
Las clases expositivas se dedican a actividades teóricas o prácticas impartidas de forma fundamentalmente expositiva, apoyadas con material visual. El profesor resolverá también en clase problemas relacionados con los conceptos abordados en las clases expositivas.
En los seminarios los alumnos realizarán la exposición de sus trabajos y posteriormente habrá una discusión dirigida por el profesor.
En las tutorías grupales se realiza un seguimiento individualizado de los avances y de las dificultades que los alumnos tienen para la comprensión de la asignatura. Los alumnos resolverán problemas parecidos a los de las series de problemas explicadas en clase. Esta actividad permitirá al profesor ver si el alumno está adquiriendo los conocimientos necesarios para preparar la asignatura.
El valor de cada uno de los sistemas de evaluación, tanto en convocatorias ordinarias como extraordinarias, expresado en porcentaje, será el siguiente:
Sistemas de evaluación | Resultados de aprendizaje | Porcentaje |
Evaluación (PA y TG) | Todos | 20% |
Evaluación final | Todos | 80% |
Condiciones: Es obligatoria la asistencia a las Prácticas de Aula y Tutorías Grupales, si bien, en casos debidamente justificados será válida una asistencia superior al 80%. Asimismo, la calificación de la evaluación final no podrá ser inferior al 40% de su valor máximo.
- Prácticas de Aula y Tutorías Grupales: Se tendrá también en cuenta la participación activa en todas ellas, así como el trabajo realizado por cada estudiante en las mismas. Un 20% de la calificación final del estudiante se corresponderá con la valoración de estos aspectos.
- Evaluación final: Al final del curso se realizará un examen escrito para comprobar el dominio de las materias correspondientes a la asignatura, consistente en la respuesta a varias cuestiones de carácter teórico o teórico-práctico (50% de la nota) y la resolución de dos problemas (50% de la nota). No se puede aprobar la asignatura con menos del 30% de la nota asignada a la parte teórico-práctico y con menos del 30% de la nota asignada la resolución de los problemas. Un 80% de la calificación final del estudiante corresponderá a la nota obtenida en el examen.
Si se cumplen los requisitos previos indicados, la calificación final se calculará con las notas obtenidas en los dos aspectos indicados, teniendo en cuenta los porcentajes de ponderación señalados para cada uno de ellos en la tabla anterior.
En el resto de convocatorias que tengan lugar durante el curso académico, con anterioridad o posterioridad al semestre en el que habitualmente se imparte la asignatura, la calificación final se calculará con la nota obtenida en las Prácticas de Aula y Tutorías Grupales (las del curso anterior si es la convocatoria de Enero) y la nota obtenida en la evaluación final correspondiente a la convocatoria, teniendo en cuenta los porcentajes de ponderación señalados para cada uno de ellos en la tabla anterior. También serán de aplicación los porcentajes mínimos, indicados más arriba, correspondientes a la parte teórico-práctico y a la resolución de los problemas del examen escrito. La no asistencia a las Prácticas de Aula y Tutorías Grupales, supondrá la asignación de un cero en ese apartado.
En los casos de evaluación diferenciada, no será obligatoria la asistencia a PA y TGs. La calificación de la asignatura será la obtenida en el examen final, siendo de aplicación los mínimos indicados anteriormente.
Bibliografía recomendada:
Bibliografía de referencia
Vian Ortuño, A. Introducción a la Química Industrial Editorial Reverté. 2ª ed Barcelona (1999)
Mayer, L. Métodos de la industria Química Inorgánica. Editorial Reverté, Barcelona, (1987).
Mayer, L. Métodos de la Industria Química Orgánica. Editorial Reverté, Barcelona (1975).
Bibliografía complementaria
Calleja Pardo, G. Introducción de la Ingeniería Química. Editorial Síntesis. Madrid (1999).
Ullmann, Enciclopedia de Química Industrial, 6ª Ed., Ed. Wiley (2002).
Kent, J.A., Riegel´s, Handbook of industrial chemistry, Van Nostrand Reinhold, New York (1992)
Tendencias en la industria química y de procesos (1). Mario Díaz (coord.). Editorial Reverté, Barcelona (2004).