Diseño de Procesos en Ingeniería Química
(Curso Académico 2023 - 2024)

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• 20 - Capacidad para el análisis, diseño, simulación y optimización de procesos y productos

• T4 - Capacidad de 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 Industrial.
• T5 - Conocimientos para la realización de mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes, planes de labores y otros trabajos análogos.
• T9 - Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.

• O3 - Capacidad de expresión oral.
• O4 - Capacidad de expresión escrita.
• O6 - Capacidad de resolución de problemas.
• O7 - Capacidad de razonamiento crítico/análisis lógico.
• O9 - Capacidad para trabajar en equipo de forma eficaz.
• O10 - Capacidad para diseñar y desarrollar proyectos.
• O11 - Capacidad para la creatividad y la innovación.
• O14 - Capacidad de evaluar.
• O15 - Capacidad para el manejo de especificaciones técnicas y para elaboración de informes técnicos.

• CB1 - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
• CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
• CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
• CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.

Dr. D. José Juan Macías Hernández

Tema 1. Conceptos básicos del diseño
Contenidos:
•    Se hace una descripción de cómo se realizan los proyectos de diseño de plantas químicas (básicamente las tres etapas, conceptual, básica y detalle) además de los roles profesionales (ingenieros químicos, eléctricos, mecánicos, de tuberías, de seguridad, financieros, etc.) que participan en cada etapa. Se estiman 4 horas trabajo presencial y 6 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Proponer distintos procesos químicos y buscar información en la Web.
Tema 2. Diagramas de procesos químicos
Contenidos:
•    Elaboración y manejo de distintos tipos de diagramas para Ingeniería Conceptual e Ingeniería Básica (diagramas de bloques, de flujo de proceso, P&ID, etc). Se estiman 8 horas trabajo presencial y 12 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Realizar distintas actividades con diagramas de proceso de distinto tipo. Por ejemplo, análisis de P&ID para elaborar diagramas de flujo y de bloques.
Tema 3 Localización y distribución de equipos en planta
Contenidos:
•    Factores que afectan la localización de una planta química.
•    Métodos de elección de localización
•    Factores de la distribución en planta de los equipos e instalaciones.
•    Se estiman 12 horas trabajo presencial y 18 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Ejercicios de aplicación de métodos de localización
•    Ejercicios de distribución de equipos en planta
Tema 4. Estimación de los costes del capital
Contenidos:
•    Índice de coste de plantas químicas, CPI
•    Estimación de coste de capital (inversión). Método de Guthrie, factores de Williams, método de Wilson y método de la unidad funcional.
•    Introducción a herramientas de cálculo de coste preliminar de inversión y producción, CAPCOST
•    La incertidumbre en la estimación de costes. Método de Montecarlo.
•    Se estiman 4 horas trabajo presencial y 6 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Ejercicios manuales de cálculo de inversión en equipos
•    Ejercicio con CAPCOST y efecto de simulación Montecarlo.
Tema 5. Estimación de los costes de la producción
Contenidos:
•    Apartados en el cálculo de coste de producción
•    Coste de las materias primas y productos. Transporte. INCOTERMS
•    Costes de los servicios de electricidad, vapor, fuel, etc.
•    Costes de mano de obra, distribución de equipos de trabajo y organigramas en la empresa.
•    Se estiman 8 horas trabajo presencial y 11 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Ejercicios manuales de coste de producción utilizando diferentes fuentes y métodos
Tema 6. Análisis y evaluación económica de procesos químicos
Contenidos:
•    El valor temporal de dinero. Tasa de interés.
•    Evaluación de alternativas de inversión en equipos
•    Flujos de caja, CashFlow, Payout, ROI, VAN, Marginalidad, TIR
•    Se estiman 8 horas trabajo presencial y 12 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Ejercicios de cálculo de diferentes parámetros financieros, selección de alternativas de proyecto.
Tema 7. Análisis y Síntesis de Procesos. Nivel 1
Contenidos:
•    Introducción al Diseño Conceptual. Análisis y Síntesis de Procesos.
•    Diagramas de bloques típicos, entrada-salida, recirculación, separación e integración energética
•    Jerarquía de decisiones, sistema basado en reglas
•    Información básica para el diseño
•    Nivel 1. Continuo-Discontinuo Se estiman 3 horas trabajo presencial y 4,5 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Búsqueda de información básica para el proceso de diseño conceptual
•    Problemas de elección de sistemas continuos o discontinuos
Tema 8. Síntesis de Procesos. Nivel 2. Entrada - Salida
Contenidos:
•    El ejemplo de la Hidro alquilación del Tolueno. Nivel 2, Sistema de Entrada Salida
•    Alternativas de diseño. Reglas para tener en cuenta
•    Determinación del número de corrientes de proceso (código de destino)
•    Variables de diseño
•    Balance de Materia basado en las decisiones
•    Cálculo del potencial económico de nivel 2.
•    Se estiman 3 horas trabajo presencial y 4,5 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Realizar los balances de la HDA del Tolueno para diferentes alternativas
•    Cálculo del potencial económico
•    Realización de diferentes casos (etilenglicol, acetona, etc.)
Tema 9. Síntesis de Procesos. Nivel 3. Recirculación
Contenidos:
•    Sistemas de reacción y recirculación. Reglas de diseño. Anhídrido Acético
•    Determinación de tipo y número de corrientes de recirculación
•    Variables de diseño
•    Balance de Materia basado en las decisiones
•    Cálculo del potencial económico de nivel 3.
•    Se estiman 4 horas trabajo presencial y 6 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Realizar los balances de la HDA del Tolueno para diferentes alternativas en recirculación
•    Cálculo del potencial económico para el HDA
•    Realización de diferentes casos
Tema 10. Síntesis de Procesos. Nivel 4. Separación
Contenidos:
•    Elección del Sistema de separación requerido.
•    El Sistema de separación de líquido. Reglas. Secuencia de separación.
•    El Sistema de recuperación de gases. Reglas.
•    Variables de diseño
•    Balance de Materia basado en las decisiones
•    Cálculo del potencial económico de nivel 4.
•    Se estiman 3 horas trabajo presencial y 4,5 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Realizar los balances de la HDA del Tolueno para diferentes alternativas de separación
•    Cálculo del potencial económico para el HDA
•    Realización de diferentes casos
Tema 11. Síntesis de Procesos. Nivel 5. Conceptos de Integración Energética básica
Contenidos:
•    La eficiencia energética y su necesidad.
•    La técnica del pinzamiento. Introducción
Actividades:
•    Identificación de corrientes calientes y frías
•    Se estiman 1 horas trabajo presencial y 1,5 horas de trabajo autónomo.

- Resolución de ejercicio escrito (problemas de cálculo) en inglés. Al alumno se le asigna un ejercicio práctico de evaluación económica en ingles que deberá entregar en los plazos que se especifiquen.
- Exposición oral en inglés. Al alumno se le asignará un tema específico de la materia que deberá exponer inglés (máximo 10 min).
- Búsqueda de información en inglés. El alumno deberá buscar información en bases de datos generales o específicos de casos concretos que se le asignarán y deberán realizar un resumen por escrito de las mismas.
- Se usarán vídeos explicativos en inglés (5-15 min) sobre temas específicos desarrollados en clase y se debatirá su contenido en el aula.

El alumno dispone de clases teóricas y clases prácticas de resolución de problemas.

Clases teóricas
Las clases teóricas se imparten siguiendo un orden lógico con el avance de los estudiantes y las necesidades de los otros apartados de la asignatura. Se explican los contenidos teóricos que los alumnos irán trabajando en las clases prácticas.

Clases prácticas
Clases prácticas de resolución de problemas. Se desarrollan en el aula donde se dan las clases teóricas y el alumno va resolviendo junto con el profesor los problemas planteados.
Tutorías
Las tutorías se realizan de manera individual o en grupo de acuerdo con las necesidades. Pueden ser pedidas por los estudiantes o convocadas por el docente
Actividades
Las actividades refuerzan la adquisición de conocimiento por parte de los alumnos y es una pieza fundamental del proceso de aprendizaje.
Cada tema teórico o de simulación tiene diferentes actividades para realizar de manera individual o en grupo. Ambos tipos de temas se pueden simultanear de acuerdo con los contenidos y el avance de la asignatura.
Planta Virtual
La Planta Virtual, constituye una herramienta de aplicación práctica de muchos conceptos relacionados con la operación y optimización de una planta industrial. En esta implementación de juego de Rol, el alumno dispone de una infraestructura informática que emula el funcionamiento de una planta completa y que utilizará para resolver muchos ejercicios propuestos. El uso de una Planta Virtual para aplicar juegos de Rol se ha usado ya en esta asignatura en cursos pasados con un alcance más limitado. En esta ocasión se trata de un proyecto más ambicioso ya que no se trata de entrenar en una función específica sino todo el organigrama básico de una planta química.

Los ejercicios realizados en las prácticas se tendrán en cuenta en la evaluación final.

El aula virtual se utilizará para poner a disposición del alumno las referencias a todos los recursos de la asignatura: apuntes, bibliografía, software, material, etc.

Los alumnos deberán seguir las actividades que se propongan en el Aula Virtual para poder acogerse a la evaluación contínua.

Actividades formativas	Horas presenciales	Horas de trabajo autónomo	Total horas	Relación con competencias
Clases teóricas o de problemas a grupo completo	28,00	0,00	28,0	[CB4], [CB3], [CB1], [O15], [O14], [O11], [O10], [O7], [O4], [O3], [T5], [T4], [20]
Clases prácticas en aula a grupo mediano o grupo completo	23,00	0,00	23,0	[CB2]
Realización de trabajos (individual/grupal)	0,00	0,00	0,0	[CB1], [O9], [O7], [O6], [T5], [T4], [20]
Estudio/preparación de clases teóricas	0,00	45,00	45,0	[CB4], [CB3], [CB1], [O15], [O14], [O11], [O10], [O9], [O7], [O6], [T5], [T4], [20]
Estudio/preparación de clases prácticas	0,00	20,00	20,0	[CB4], [CB3], [CB1], [O15], [O14], [O11], [O10], [O9], [O7], [O6], [O3], [T5], [T4], [20]
Preparación de exámenes	0,00	7,00	7,0	[CB4], [CB3], [CB2], [CB1], [O15], [O14], [O11], [O10], [O7], [O6], [T5], [T4], [20]
Realización de exámenes	7,00	0,00	7,0	[CB4], [CB3], [CB2], [CB1], [O15], [O14], [O11], [O10], [O7], [O6], [O4], [T5], [T4], [20]
Asistencia a tutorías, presenciales y/o virtuales, a grupo reducido	2,00	0,00	2,0	[CB4], [CB3], [CB2], [CB1], [O15], [O14], [O11], [O10], [O9], [O7], [O6], [O4], [O3], [T5], [T4], [20]
Actividades virtuales (Búsqueda de información, aula virtual, etc.)	0,00	18,00	18,0	[CB4], [CB3], [CB2], [CB1], [O15], [O14], [O11], [O10], [O7], [O6], [O4], [T9], [T5], [T4], [20]
Total horas
Total ECTS

·         Turton R. y cols., Analysis, Synthesis and Design of chemical Process,2ª ed., Prentice Hall (2003).
·         Peter & Timmerhaus. Plant Design and Economics for Chemical Engineers; 5ª Ed. McGraw-Hill, (2003).
·         Douglas, J.M., Conceptual design of Chemical Processes, Ed. Mc Graw-Hill, (1988)

·         Green D., Perry R. Perry's Chemical Engineers' Handbook, 8ª Edition, Ed. McGraw-Hill, 2007.
·         Humphreys KK. Jelen’s cost and optimizations engineering, 1ª Ed.McGrawHill, 1991.
·         Ulrich G. A guide chemical engineering process design and economics, 1ª Ed, John Wiley and son, 1989.

·         Sinnott R., Towler.G. Diseño en Ingeniería Química, 5ª Ed., Reverte (2012).
 

Los que se pongan a disposición en el Aula virtual de la ULL.

El siguiente sistema de evaluación se rige por el Reglamento de Evaluación y Calificación de la Universidad de La Laguna que la Universidad tenga vigente, además de por lo establecido en la Memoria de Modificación vigente de la titulación.

Evaluación Continua:
La evaluación continua se basa en la realización de actividades propuestas con resolución de problemas y seminarios. Todos los ejercicios han de elevarse al Servidor Web de la asignatura (aula virtual) en la forma que se indique. Hay que entregarlos resueltos antes de la fecha límite que se va fijando. Problemas entregados fuera de esas fechas cuentan como no presentados.

El número de pruebas de la evaluación continua son 3, y cada una pondera un tercio del 100% de la nota final. Estas pruebas son independientes de las actividades que se les propone a los alumnos. Se considera agotada la primera convocatoria desde que el o la estudiante se presente a dos de las tres pruebas. El alumno deberá superar las tres pruebas de evaluación contínua para superar la asignatura. No se guarda ninguna de las pruebas superadas. Si un alumno no supera alguna de las pruebas de evaluacion continua la calificación obtenida en la convocatoria sería de suspenso con la media de las pruebas no superadas. El alumno podrá optar a la evaluación única en la primera convocatoria si lo comunica en tiempo y forma y deberá presentarse a la evaluación única con el total de la asignatura. 

Las notas de la evaluación continua no se mantienen en las siguientes convocatorias.

Evaluación única:
La evaluación única estará constituida por un ejercicio escrito que contiene preguntas de teoría y problemas y que pondera el 100% de la nota de la asignatura.

Todas las partes se realizan el mismo día y en la convocatoria oficial del examen.

El alumnado que se encuentre en la quinta o posteriores convocatorias y desee ser evaluado por un Tribunal, deberá presentar una solicitud a través del procedimiento habilitado en la sede electrónica, dirigida al Director/a de la ESIT. Dicha solicitud deberá realizarse con una antelación mínima de diez días hábiles al comienzo del periodo de exámenes.
 

Tipo de prueba	Competencias	Criterios	Ponderación
Pruebas objetivas	[CB4], [CB3], [O15], [O14], [O11], [O10], [O7], [O6], [O4], [T5], [T4], [20]	Dominio de los conocimientos teóricos y operativos de la materia. Se valora los conocimientos y su aplicación efectiva o práctica. Su creatividad, organización mental, expresividad y juicio crítico. Evaluación Continua 50% Evaluacion Unica 100%	65,00 %
Pruebas de respuesta corta	[CB4], [CB3], [CB1], [O15], [O14], [O11], [O10], [O7], [O3], [T5], [T4], [20]	Dominio de los conocimientos teóricos de la materia. Se valora los conocimientos claros y precisos. Evaluacion Continua	10,00 %
Trabajos y proyectos	[CB4], [CB3], [CB2], [O15], [O14], [O11], [O10], [O9], [O7], [O6], [O4], [O3], [T9], [T5], [T4], [20]	Dominio de los conocimientos teóricos y operativos de la materia. Se valora el dominio de la expresión escrita y oral, así como, la interacción, organización y comunicación entre los participantes en un entorno multidisciplinar. Evaluación Continua	15,00 %
Informes memorias de prácticas	[CB4], [CB3], [CB2], [O15], [O14], [O11], [O10], [O9], [O7], [O6], [O4], [O3], [T9], [T5], [T4], [20]	Participación activa en todas las actividades de la asignatura. Se valorará la actitud, su atención, su trabajo, asistencias a tutorías, conducta, etc... Evaluación Continua	10,00 %

La asignatura se desarrolla en 15 semanas de clase según la siguiente estructura:
·         1 horas a la semana de teoría en el Aula.
·         1 horas de ejercicios prácticos en el Aula.
·         2 horas de ejercicios prácticos en grupo grande en el Aula de Informática
* La distribución de las actividades por semana es orientativo, puede sufrir cambios según las necesidades de organización docente.

Semana	Temas	Actividades de enseñanza aprendizaje	Horas de trabajo presencial	Horas de trabajo autónomo	Total
Semana 1:	Tema 1	Conceptos básicos, Prácticas aula informática, Actividad plataforma. Trabajo en grupo sobre caso práctico. Evaluación mediante cuestionario	4.00	6.00	10.00
Semana 2:	Tema 2	Diagramas de flujo, Prácticas, Actividad plataforma, Programas de software específico	4.00	6.00	10.00
Semana 3:	Tema 2	Prácticas aula informática. Trabajo en grupo tipos de localización de procesos. Evaluación mediante cuestionario	4.00	6.00	10.00
Semana 4:	Tema 3	Localización y distribución, Prácticas aula informática, Actividad plataforma ejercicios de localización, casos prácticos	4.00	6.00	10.00
Semana 5:	Tema 3	Desarrollo de problemas y ejercicios prácticos. Evaluación mediante cuestionario y ejercicio escrito	4.00	6.00	10.00
Semana 6:	Tema 3	Desarrollo de problemas y ejercicios prácticos. Evaluación mediante cuestionario y ejercicio escrito	4.00	6.00	10.00
Semana 7:	Tema 4	Estimación de los costes del capital y de la producción, Prácticas aula informática Actividad plataforma, Ejercicios sobre evaluación económica. Evaluación mediante cuestionario y ejercicio escrito	4.00	6.00	10.00
Semana 8:	Tema 5	Análisis económico de procesos químicos, Prácticas aula informática Actividad plataforma, Foro de debate sobre la ética y la profesión). Ejercicios interés, impuestos y amortizaciones.	4.00	6.00	10.00
Semana 9:	Tema 5	Prácticas aula informática. Evaluación mediante cuestionario y ejercicio escrito (4)	4.00	6.00	10.00
Semana 10:	Tema 6	Evaluación económica de procesos químicos, Prácticas aula informática. Actividad plataforma	4.00	6.00	10.00
Semana 11:	Tema 6	Prácticas aula informática. Casos prácticos de evaluación de proyectos. Aplicación del VAN, TIR, Evaluación mediante cuestionario y ejercicio escrito	4.00	6.00	10.00
Semana 12:	Tema 7	Análisis y Síntesis de Procesos. Síntesis de Procesos. Introducción	3.00	4.50	7.50
Semana 13:	Tema 8	Síntesis de Procesos. Nivel 2. Entrada - Salida	3.00	4.50	7.50
Semana 14:	Tema 9 Tema 10	Síntesis de Procesos. Nivel 3. Recirculación Síntesis de Procesos. Nivel 4. Separación Síntesis de Procesos. Nivel 5. Conceptos de Integración Energética basica	3.00	4.50	7.50
Semana 15:	Tema 11	Síntesis de Procesos. Nivel 5. Conceptos de Integración Energética basica	6.00	2.00	8.00
Semana 16 a 18:	EVALUACIÓN	evaluación	1.00	8.50	9.50
Total			60.00	90.00	150.00