G4021324 - Enxeñaría da Reacción Química (Tecnoloxía Específico, Química Industrial) - Curso 2013/2014
Información
- Créditos ECTS
- Créditos ECTS: 4.50
- Total: 4.5
- Horas ECTS
- Clase Expositiva: 28.00
- Clase Interactiva Seminario: 9.00
- Horas de Titorías: 2.25
- Total: 39.25
Outros Datos
- Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007
- Departamentos: Enxeñaría Química
- Áreas: Enxeñaría Química
- Centro: Escola Técnica Superior de Enxeñaría
- Convocatoria: 1º Semestre de Titulacións de Grao/Máster
- Docencia e Matrícula: null
Profesores
| Nome | Coordinador |
|---|---|
| ROCA BORDELLO, ENRIQUE. | SI |
Horarios
| Nome | Tipo Grupo | Tipo Docencia | Horario Clase | Horario exames |
|---|---|---|---|---|
| Grupo CLE01 | Ordinario | Clase Expositiva | SI | SI |
| Grupo CLIS_01 | Ordinario | Clase Interactiva Seminario | SI | SI |
| Grupo CLIS_02 | Ordinario | Clase Interactiva Seminario | SI | SI |
| Grupo TI-ECTS01 | Ordinario | Horas de Titorías | NON | NON |
| Grupo TI-ECTS02 | Ordinario | Horas de Titorías | NON | NON |
| Grupo TI-ECTS03 | Ordinario | Horas de Titorías | NON | NON |
| Grupo TI-ECTS04 | Ordinario | Horas de Titorías | NON | NON |
| Grupo TI-ECTS05 | Ordinario | Horas de Titorías | NON | NON |
| Grupo TI-ECTS06 | Ordinario | Horas de Titorías | NON | NON |
Programa
Existen programas da materia para os seguintes idiomas:
Obxectivos da materia
O obxectivo principal da materia é estimular o alumnado a interesarse e afondar no ámbito da aprendizaxe e o coñecemento da Enxeñería da Reacción Química. Isto é, a disciplina que estuda os mecanismos e as velocidades das reaccións químicas e o deseño dos reactores químicos nos que teñen lugar.
Trátase de persuadir o alumno do interese e importancia, así como da versatilidade, do reactor químico, como elemento fundamental de moitos procesos químicos.
Preténdense mellorar a súas aptitudes na análise das cinéticas de reaccións simples e múltiples e da súa dependencia con distintas variables e mellorar as aptitudes do alumnado para a comprensión e auto-aprendizaxe dos diferentes aspectos a ter en conta no deseño de reactores químicos ideais: Termodinámica, Estequiometría, Cinética e Balances de Materia e Enerxía.
Iniciase o alumnado na análise de sistemas para o deseño do reactor químico axeitado a cada caso individual, así como as asociacións destes. Nesta materia, que se complementará con outra posterior no mesmo campo, abórdase principalmente a etapa química do proceso global, insistindo en que a cinética química é un feito eminentemente empírico e que é só unha etapa do proceso global, co cal a importancia relativa depende do caso particular. Así mesmo, preséntase o cálculo dos reactores químicos ideais isotermos.
Outro dos obxectivos parciais é transmitirlles as limitacións que supón a aplicación dos modelos de deseño de reactores ideais, incidindo nas principais características diferenciadoras e considerando unha abordaxe científica e práctica para o acoplamento dos procesos físicos e químicos que ocorren nun sistema real, para o que se considerará como exemplo a catálise heteroxénea.
Finalmente, introducirase o alumnado nas problemáticas a ter en conta na seguridade durante a operación destas unidades, e os aspectos críticos a considerar dende esta óptica para o deseño máis seguro dos reactores químicos.
Contidos
Os aspectos considerados nos obxectivos trátanse mediante os temas estruturados da seguinte maneira:
1. (3/25 ECTS) Introdución á Enxeñaría da Reacción Química. Conceptos xerais. Definicións. Clasificación das reaccións químicas. Estequiometría. Equilibrio químico. Leis cinéticas. Descrición de reactores industriais.
2. (7/25 ECTS). Cinética das reaccións homoxéneas. Dependencia coa concentración. Reaccións simples. Métodos de análise de datos experimentais (integral e diferencial). Dependencia coa temperatura. Mecanismos de reacción.
3. (7/25 ECTS). Cinética das reaccións homoxéneas múltiples. Reaccións reversibles. Reaccións en serie. Reaccións en paralelo. Reaccións serie-paralelo.
4. (8/25 ECTS). Reactores químicos. Reactores ideais: concepto e clasificación. Ecuacións de deseño dos reactores RDTA, RFP e RCTA. Ecuacións para outros modelos. Reactores en estado estacionario e non estacionario.
5. (7/25 ECTS). Deseño de reactores químicos ideais isotermos. Comparación de tamaños en sistemas dun reactor. Cálculo do tamaño óptimo. Sistemas de reactores múltiples.
6. (3/25 ECTS) Catálise heteroxénea. Catalizadores. Definicións e propiedades. Modelos cinéticos. Desviacións do comportamento ideal. Preparación de catalizadores.
7. (2/25 ECTS). A seguridade nos reactores químicos. Explosións. Reaccións fóra de control. Sobrepresión. Deseño de reactores máis seguros.
Bibliografía básica e complementaria
Bibliografía básica:
• Levenspiel, O., “Chemical Reaction Engineering”, 3rd Edition, John Wiley & Sons, Inc. (1999) [Existe unha tradución o castelán da 2ª edición: “Ingeniería de las Reacciones Químicas”, Ed. Reverté (1974)].
• Santamaría, Jesús M., Javier Herguido y otros. "Ingeniería de Reactores". Editorial Síntesis. Madrid (1999).
Bibliografía complementaria:
• González Velasco, J.R., José A. González Marcos y otros. "Cinética Química Aplicada". Editorial Síntesis, Madrid (1999).
• Fogler, S. “Elements of Chemical Reactor Engineering”, 3rd Edition, Prentice Hall (1999).
• Godia Casablancas, F. y J. López Santín, Editores. Editorial Síntesis, Madrid (1998).
Competencias
Competencias e resultados da aprendizaxe que o alumnado adquire
Competencias específicas
CQ.1.4. Coñecementos de enxeñaría da reacción química.
CQ.1.5. Coñecementos sobre o deseño dos reactores.
Competencias xerais
CG.3. Coñecemento en materias básicas e de tecnoloxía, para que poidan aprender novos métodos e teorías, e equipa-los de versatilidade para adaptarse a novas situacións.
CG.4. Capacidade de resolver problemas con iniciativa, toma de decisións, creatividade, pensamento crítico e de comunicar e transferir coñecementos, habilidades e competencias na área da enxeñaría química industrial.
Competencias transversais
CT.1. Capacidade de análise e síntese
CT.6. Resolución de problemas
CT.8. Traballo en equipo
CT.19. Auto-estudo
Metodoloxía da ensinanza
O ensino baséase en clases teóricas, interactivas (seminarios, problemas...) e as correspondentes titorías, ademais doutros procedementos aplicables circunstancialmente. Enténdese que se ten que lograr unha formación ampla, no sentido de crear unha infraestrutura de pensamento coa que analizar situacións reais, non necesariamente contempladas no curto período de tempo dedicado á materia. A este respecto, considérase que se debe coñecer a materia, a súa lóxica, os seus métodos e que cada actividade debe contribuír a esta formación global. Desta maneira, en particular, os problemas son para reforzar e afirmar os coñecementos teóricos, para poder aplicalos nas distintas situacións que se poidan dar; é dicir, non son un fin en si mesmo, senón un medio dirixido. Trátase de dominar unha materia, non só de facer problemas “tipo”.
O alumno vai recibir as presentacións en pdf antes de que o tema sexa tratado na clase correspondente, coa recomendación de que as revise antes da clase correspondente e que nesta se poida seguir con atención e intensidade o esencial. Nas clases expositivas, ao final de cada tema, o profesor fará algúns problemas para tratar de asentar a lóxica e a metodoloxía de resolución dos mesmos. Nas clases interactivas que se tratarán de facer na aula de informática, os alumnos resolverán por si mesmos o exercicios correspondentes a cada tema, e debaterán co profesor os diferentes pasos levados a cabo na súa resolución.
O alumnado, pola súa banda, fará como traballo persoal a resolución de dous problemas propostos polo profesor, cuxa resolución comentarase na titoría personalizada. Así mesmo, na primeira semana de curso proporase a realización dun traballo en grupo que terá que entregarse antes da metade do curso. A avaliación dos traballos tamén será comentada cos alumnos na titoría personalizada.
Recomendarase o uso de Excel para a análise de datos experimentais e MATLAB para a resolución das ecuacións diferenciais.
Sistema de evaluación
Efectuarase un seguimento da aprendizaxe dos alumnos mediante a realización das actividades (traballo en grupo e resolución de problemas individualmente). Os alumnos tamén realizarán un exame con cuestións teóricas e resolución de problemas que permitirá individualizar a nota final.
Distribución da puntuación
Exame 60%
Traballos 10%/ actividades 15%
Titorías 10%
Informe do profesor 5%
Será necesario obter no exame polo menos un 4 para acadar o aprobado.
As calificacións do traballo, as actividades de seguimento e as titorías serán comunicadas ó alumno antes do exame final. A asistencia ás titorías é obrigatoria.
Tempo de estudo e traballo persoal
Clases maxistrais: Presenciais, 28; Traballo do alumno, 34; ECTS, 2.5
Seminarios: Presenciais, 9; Traballo do alumno, 11; ECTS, 0.8
Titorías de grupo: Presenciais, 1; Traballo do alumno, 4; ECTS, 0.2
Titorías individualizadas: Presenciais, 1; Traballo do alumno, 2; ECTS, 0.1
Exame e revisión: Presenciais, 5; Traballo do alumno, 17.5; ECTS, 0.9
TOTAL: Presenciais, 44, Traballo do alumno, 68.5; ECTS, 4.5
Recomendacións para o estudo da materia
É necesario ter cursado con anterioridade as materias de Ecuacións Diferenciais, Fundamentos de Procesos Químicos e Análise de Procesos Químicos.
Observacións
O ensino será realizado en galego.