Información del Plan Docente

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

La asignatura de Ampliación de Procesos de Separación parte del estudio de las operaciones básicas de separación (destilación, absorción, extracción, etc.) para alcanzar las que se podría llamar operaciones de separación avanzadas, a menudo más complejas y específicas, como son la adsorción, las operaciones con membranas,  el secado, la cristalización, entre otras. Además se incluyen aquí las denominadas operaciones básicas con sólidos particulados (el uso de lechos fijos y fluidizados, acondicionamiento de los sólidos, separaciones mecánicas de sólidos etc.). A ello, se añaden dos temas transversales como son la selección de operaciones de separación y la intensificación de procesos.

Además de sumergir al alumno en los conceptos y contenidos descritos en el párrafo anterior, la asignatura está orientada a la correcta elección del tipo de operación de separación básica en función de las propiedades físicas y químicas de la mezcla a separar, de la escala de la operación y de la eficacia buscada, entre otros aspectos importantes. Todo esto sin descuidar lo relativo a la preservación del medio ambiente y a la economía. Se espera aportar al alumno la visión de la parte más innovadora, incluso a menudo por explotar a escala industrial, de las operaciones de separación usando ejemplos actuales de materiales y procesos.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, ODS, de la Agenda 2030 (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) y determinadas metas concretas, de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia al estudiante para contribuir en cierta medida a su logro:

• Objetivo 6: Garantizar la disponibilidad de agua y su gestión sostenible y el saneamiento para todos.

Meta 6.3  De aquí a 2030, mejorar la calidad del agua reduciendo la contaminación, eliminando el vertimiento y minimizando la emisión de productos químicos y materiales peligrosos, reduciendo a la mitad el porcentaje de aguas residuales sin tratar y aumentando considerablemente el reciclado y la reutilización sin riesgos a nivel mundial.

• Objetivo 7: Garantizar el acceso a una energía asequible, segura, sostenible y moderna para todos.

Meta 7.3  De aquí a 2030, duplicar la tasa mundial de mejora de la eficiencia energética.

• Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructuras.

Meta 9.4  De aquí a 2030, modernizar la infraestructura y reconvertir las industrias para que sean sostenibles, utilizando los recursos con mayor eficacia y promoviendo la adopción de tecnologías y procesos industriales limpios y ambientalmente racionales, y logrando que todos los países tomen medidas de acuerdo con sus capacidades respectivas.

• Objetivo 12: Garantizar modalidades de consumo y producción sostenibles.

Meta 12.4 De aquí a 2020, lograr la gestión ecológicamente racional de los productos químicos y de todos los desechos a lo largo de su ciclo de vida, de conformidad con los marcos internacionales convenidos, y reducir significativamente su liberación a la atmósfera, el agua y el suelo a fin de minimizar sus efectos adversos en la salud humana y el medio ambiente.

Meta 12.5 De aquí a 2030, reducir considerablemente la generación de desechos mediante actividades de prevención, reducción, reciclado y reutilización.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

El alumno que curse esta asignatura profundizará en los conocimientos, competencias y resultados de aprendizaje adquiridos en la asignatura Operaciones de Separación del Grado en Ingeniería Química.  Sabrá seleccionar y diseñar procesos de separación en función de los requerimientos de la mezcla a separar (estado, pureza, escala de operación, estabilidad química y térmica, etc.).

La asignatura de Ampliación de Procesos de Separación pertenece al bloque de Formación Obligatoria de la Titulación, formando parte del módulo de Ingeniería de Procesos y Producto. Al cursar la asignatura el alumno adquirirá competencias características de este módulo para el caso específico de las operaciones de separación.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Para cursar con mayor aprovechamiento la asignatura de carácter obligatorio de Ampliación de Procesos de Separación se recomienda haber cursado la asignatura Operaciones de Separación, del Grado en Ingeniería Química, u otra similar.

El trabajo constante es fundamental para que el alumno alcance de manera satisfactoria el aprendizaje propuesto. Los estudiantes disponen del profesor para su asesoramiento en tutorías personalizadas y grupales. La asignatura estará presente en el Anillo Digital Docente (ADD), por lo que es conveniente estar al día en el uso de tal plataforma.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

Competencias Genéricas

• Capacidad para aplicar el método científico y los principios de la ingeniería y economía, para formular y resolver problemas complejos en procesos, equipos, instalaciones y servicios, en los que la materia experimente cambios en su composición, estado o contenido energético, característicos de la industria química y de otros sectores relacionados entre los que se encuentran el farmacéutico, biotecnológico, materiales, energético, alimentario o medioambiental (CG1).
• Concebir, proyectar, calcular, y diseñar procesos, equipos, instalaciones industriales y servicios, en el ámbito de la ingeniería química y sectores industriales relacionados, en términos de calidad, seguridad, economía, uso racional y eficiente de los recursos naturales y conservación del medio ambiente (CG2).
• Realizar la investigación apropiada, emprender el diseño y dirigir el desarrollo de soluciones de ingeniería, en entornos nuevos o poco conocidos, relacionando creatividad, originalidad, innovación y transferencia de tecnología (CG4).
• Saber establecer modelos matemáticos y desarrollarlos mediante la informática apropiada, como base científica y tecnológica para el diseño de nuevos productos, procesos, sistemas y servicios, y para la optimización de otros ya desarrollados (CG5).
• Tener capacidad de análisis y síntesis para el progreso continuo de productos, procesos, sistemas y servicios utilizando criterios de seguridad, viabilidad económica, calidad y gestión medioambiental (CG6).
• Integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de emitir juicios y toma de decisiones, a partir de información incompleta o limitada, que incluyan reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas del ejercicio profesional (CG7).
• Comunicar y discutir propuestas y conclusiones en foros multilingües, especializados y no especializados, de un modo claro y sin ambigüedades (CG9).
• Adaptarse a los cambios, siendo capaz de aplicar tecnologías nuevas y avanzadas y otros progresos relevantes, con iniciativa y espíritu emprendedor (CG10).
• Poseer las habilidades del aprendizaje autónomo para mantener y mejorar las competencias propias de la ingeniería química que permitan el desarrollo continuo de la profesión (CG11).

Competencias Específicas

• Aplicar conocimientos de matemáticas, física, química, biología y otras ciencias naturales, obtenidos mediante estudio, experiencia, y práctica, con razonamiento crítico para establecer soluciones viables económicamente a problemas técnicos (CE1).
• Diseñar productos, procesos, sistemas y servicios de la industria química, así como la optimización de otros ya desarrollados, tomando como base tecnológica las diversas áreas de la ingeniería química, comprensivas de procesos y fenómenos de transporte, operaciones de separación e ingeniería de las reacciones químicas, nucleares, electroquímicas y bioquímicas (CE2).
• Conceptualizar modelos de ingeniería, aplicar métodos innovadores en la resolución de problemas y aplicaciones informáticas adecuadas, para el diseño, simulación, optimización y control de procesos y sistemas (CE3).
• Tener habilidad para solucionar problemas que son poco familiares, incompletamente definidos, y tienen especificaciones en competencia, considerando los posibles métodos de solución, incluidos los más innovadores, seleccionando el más apropiado, y poder corregir la puesta en práctica, evaluando las diferentes soluciones de diseño (CE4).
• Diseñar, construir e implementar métodos, procesos e instalaciones para la gestión integral de suministros y residuos, sólidos, líquidos y gaseosos, en las industrias, con capacidad de evaluación de sus impactos y de sus riesgos (CE6).
• Adaptarse a los cambios estructurales de la sociedad motivados por factores o fenómenos de índole económico, energético o natural, para resolver los problemas derivados y aportar soluciones tecnológicas con un elevado compromiso de sostenibilidad (CE10).

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados:

• Sabe seleccionar la operación más adecuada para un proceso de separación.
• Aplica métodos de cálculo basados en balances de materia y energía, así como en conceptos específicos de transferencia de propiedad.
• Diseña operaciones de separación específicas, selecciona su configuración y calcula su tamaño y rendimiento.
• Resuelve problemas complejos basándose en los conocimientos adquiridos de matemáticas, física, química y fundamentos de la ingeniería química.
• Analiza y discute los resultados alcanzados para ser capaz de entender y explicar el funcionamiento específico de cada una de las operaciones.
• Aplica los conocimientos adquiridos a la comprensión de sistemas que combinen varias operaciones unitarias.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

El seguimiento y superación de la asignatura tiene como finalidad completar la formación científica y técnica del estudiante, y fijar los conocimientos específicos del módulo de Ingeniería de Procesos y Producto, definido en Resolución de 8 de junio de 2009 de la Secretaría General de Universidades – BOE 4 agosto 2009–, en su aplicación concreta al caso de las operaciones de separación. En particular, sin descartar otros aspectos de interés en tal documento, se hace hincapié en lo que se dice de “Diseñar productos, procesos, sistemas y servicios de la industria química, así como la optimización de otros ya desarrollados, tomando como base tecnológica las diversas áreas de la ingeniería química, comprensivas de procesos y fenómenos de transporte, operaciones de separación e ingeniería de las reacciones químicas, nucleares, electroquímicas y bioquímicas”. Así como en “Conceptualizar modelos de ingeniería, aplicar métodos innovadores en la resolución de problemas y aplicaciones informáticas adecuadas, para el diseño, simulación, optimización y control de procesos y sistemas.”

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluación

La evaluación es global y comprende:

1.    Realización de presentaciones orales (P).

2.    Resolución de casos prácticos y realización de trabajos académicos. Estos se convertirán en entregables. Además del contenido y del resultado esperado, se valorarán los razonamientos realizados y aspectos formales, así como la presentación puntual (E).

3.    Observación sobre la participación en las actividades del curso (O).

4.    Realización de un examen al finalizar la asignatura. Esta prueba se llevará a cabo con apuntes y libros y constará de cuestiones teórico-prácticas razonadas en las que se evaluará la aplicación de las enseñanzas (F).

La nota de la asignatura se calculará según la siguiente fórmula:

                                   Nota = 0,1·P + 0,55·E + 0,05·O + 0,3·F

Se precisa una nota mínima en el examen, F, de 3,5 sobre 10 para superar la asignatura.

Opción 2:

Aquellos alumnos que no quieran seguir la evaluación según la opción 1, pueden optar por presentarse al examen de convocatoria (100% de la nota final) de similares características que el examen final de la opción 1.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

El proceso de aprendizaje se desarrollará en varios niveles: clases magistrales de teoría, resolución de problemas (casos), sesiones de trabajo práctico, práctica especial, presentaciones orales y entregables varios, siendo creciente el nivel de participación del estudiante. En las clases de teoría se darán las bases que conforman la asignatura y se resolverán algunos problemas modelo. Las clases de problemas y casos y las sesiones de trabajo práctico y práctica especial son el complemento eficaz de las clases magistrales, ya que permitirán verificar la comprensión de la materia, a la vez que contribuirán a desarrollar en el alumno un punto de vista más aplicado y crítico. Los entregables constituirán la parte más importante de la evaluación en la que el estudiante establecerá los pilares de su éxito académico.

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

Clases magistrales (30 h) donde se impartirá la teoría de los distintos temas que se han propuesto y se resolverán problemas modelo.

Clases de resolución de problemas y casos (15 h). En estas clases se resolverán problemas por parte del profesor y del alumno supervisado por el profesor. Los problemas o casos estarán relacionados con la parte teórica explicada en las clases magistrales.

Sesiones de trabajo práctico (12 h) en las que se realizarán búsquedas avanzadas y se resolverán problemas complejos. Estas sesiones culminarán cada uno de los temas. Se iniciarán de la mano del profesor de modo que el ejercicio correspondiente será concluido por el alumno (de forma individual o en grupos de 2-3 personas, según la dificultad, extensión del trabajo, disponibilidad de medios, etc.). Estas sesiones, en la mayoría de los casos, exigirán un entregable para ser corregido y evaluado por el profesor y en algún caso presentación oral.

Prácticas especiales (3 h) correspondientes a una sesión de visita a empresa, charla de expertos, seminario temático, debate con la opción de presencia de un experto externo, etc.

Estudio individual (64 h). Se recomienda al alumno que realice el estudio individual de forma continuada a lo largo del semestre.

Las sesiones prácticas anteriores así como las exposiciones individuales requerirán de otras 20 h para concluir un entregable (un ejercicio resuelto, la exposición, etc.) por cada uno de los bloques temáticos.

Evaluación (6 h). Se realizará un examen final donde el alumno, con la ayuda de libros y apuntes, mostrará, individualmente, sus conocimientos teóricos y prácticos, así como su capacidad para razonar sobre cuestiones específicas a la vez que relevantes de la asignatura.

4.3. Programa

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

El temario previsto para la asignatura es el siguiente:

Tema 1. Introducción (1 h).

Tema 2. Operaciones con sólidos. Conceptos generales y acondicionamiento (5 h).     

Tema 3. Lechos fijos y lechos fluidizados (8 h).

Tema 4. Separaciones mecánicas de sólidos. Filtración (5 h).

Tema 5. Separación de fluidos por adsorción (6 h).

Tema 6. Separación de fluidos por  membranas (7 h).

Tema 7. Secado de sólidos (6 h).      

Tema 8. Evaporación (5 h).

Tema 9. Cristalización (6 h).  

Tema 10. Intensificación de procesos (4 h).

Tema 11. Selección de procesos de separación (7 h).

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

Las clases magistrales y de resolución problemas se imparten según horario establecido por la EINA. Además cada profesor informará de su horario de atención de tutorías.

Se trata de una asignatura de 6 créditos ETCS, lo que equivale a 150 horas de trabajo del estudiante, repartidas del siguiente modo:

• 30 horas de clase magistral, distribuidas aproximadamente en dos horas semanales. En ellas se realizará la exposición de contenidos teóricos y conceptos necesarios para la resolución de casos prácticos.

• 15 horas de aprendizaje basado en problemas, distribuidas aproximadamente en una hora semanal. En ellas se desarrollarán problemas y casos prácticos coordinados en contenido con la evolución temporal de las exposiciones teóricas.

• 12 horas de trabajo práctico en las que realizar búsquedas avanzadas y resolver problemas complejos.

• 3 horas de prácticas especiales correspondientes a una sesión de visita a empresa, charla de expertos, seminario temático, debate, etc.

• 64  horas de estudio personal y tutorías personalizadas, repartidas a lo largo de todo el semestre.

• 20 horas de trabajos tutelados que consistirán en la realización de tareas de desarrollo, ampliación, documentación, resolución de casos propuestos por el profesor, basados en los conceptos vistos en el aula. Estos trabajos estarán distribuidos durante el curso, serán de realización individual o en grupo pequeño (2 alumnos) y se plasmarán en entregables (búsquedas, ejercicios, presentaciones) que serán corregidos y calificados. Estas horas se combinarán con las 12 horas de trabajo práctico arriba mencionadas.

• 6 horas de pruebas de evaluación, correspondientes a un examen global escrito, cuya fecha será fijada por la EINA.

El calendario de la asignatura se adaptará al establecido en la Escuela de Ingeniería y Arquitectura (EINA), así como sus horarios y calendario de exámenes. Todos ellos se pueden consultar en http://eina.unizar.es.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=66210&year=2019