INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA QUÍMICA

Para el estudiante de Ingeniería Química es importante conocer las normas que rigen el

ejercicio de su profesión, los campos en los cuales se puede desempeñar y el papel que esta

profesión tiene en el desarrollo del país. Además en este curso se hace una introducción a los

conocimientos básicos que permiten entender un proceso químico.

BALANCE DE MATERIA

El balance de materia es la contabilidad de entradas y salidas de materiales siguiendo las leyes

de conservación. Por medio de los balances se pueden tomar decisiones en áreas tales como:

costos y ordenes de producción, generación de órdenes de compra, manejo de inventarios,

fijación de precios, desarrollo de productos, rendimientos, y eficiencia de operaciones,

dimensionamiento de equipos, programación de producción, entre otros.

Es una de las leyes fundamentales de la Ingeniería Química; la ley de conservación de la

materia, base de los balances macroscópicos de esta propiedad extensiva, que se aplican

ampliamente tanto en el diseño como en la operación de los procesos químicos. A partir de la

ecuación de conservación genérica se plantean las ecuaciones macroscópicas generales de

conservación de la materia total y de cualquier componente de un sistema. Se presentan las

herramientas básicas para abordar los balances de materia, como son el diagrama de flujo y la

base de cálculo y se contemplan las formas de operar, tanto en régimen estacionario como en

régimen no estacionario.

TERMODINÁMICA

La termodinámica es una parte de la física que trata de la conservación y las transformaciones

de la energía y sus relaciones entre las propiedades físicas de las sustancias afectadas por esta.

Se estudian las leyes de la termodinámica (cero, primera y segunda) y los ciclos de

refrigeración.

MECÁNICA DE FLUIDOS

Prácticamente todos los procesos de transformación implican el uso, manejo y conducción

de fluidos (líquidos y gases).Se estudian los fenómenos reológicos que ocurren cuando estos

se encuentra en movimiento, sus principios básicos (transferencia de momentum y ley de

Newton) y el dimensionamiento de los equipos que los manejan (Bombas, compresores,

sopladores y ventiladores).

PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

Las diferentes operaciones unitarias que tienen lugar en la industria de los procesos de

transformación implican la generación y/o absorción de energía, por lo que se hace

indispensable para el ingeniero el conocimiento de las leyes que rigen la transferencia de calor

(ley de Fourier), su aplicación en el diseño y manejo de los equipos.

PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE MASA

El principio fundamental de una gran cantidad de operaciones de separación y reacción están

regidas bajo este principio, por lo que se hace indispensable para el ingeniero químico el

conocimiento de las leyes que rigen la transferencia de masa (ley de Fick), su aplicación al

diseño y al manejo de los equipos.

OPERACIONES CON SÓLIDOS

El conocimiento de las propiedades de los materiales sólidos, su manejo y las operaciones

unitarias básicas relacionadas con estos, son indispensables para el diseño de los procesos y el

dimensionamiento de equipos en la industria.

INGENIERIA DE MATERIALES

El Ingeniero Químico debe estar en condiciones de diferenciar los tipos de materiales de mayor

aplicación industrial, identificándolos por sus características físicas, propiedades, formas de

obtención y aplicaciones; sin olvidar los principios generales del deterioro y la selección de

estos.

TERMOQUÍMICA I

El comportamiento macroscópico de la materia es modelable a través de la termodinámica

clásica, conocer las principales funciones termodinámicas que controlan la espontaneidad y el

equilibrio en las transformaciones químicas y fisicoquímicas, permite calcular las propiedades

termodinámicas de las sustancias puras así como sus equilibrios de fase. Lo cual es importante

al realizar el diseño de las operaciones de transferencia de masa y con reacción química.

TERMOQUÍMICA II

La mayoría de los procesos de transformación físicos y químicos son realizados a partir de

mezclas de varios componentes (materias primas), por lo que predecir propiedades de mezclas,

calcular los equilibrios de fases y en sistemas reactivos (sistemas multicomponentes), se hace

relevante para realizar el diseño de las operaciones de transferencia de masa y con reacción

química.

OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE CALOR

El ingeniero químico debe estar en capacidad de diseñar, evaluar, integrar y seleccionar los

equipos relacionados con la transferencia de calor, los cuales son parte fundamental en las

etapas de transformación que necesitan energía para que sucedan.

OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA

Gran parte de los procesos físicos y químicos que tiene como fundamento la transferencia de

masa como son la separación y las reacciones químicas y bioquímicas, incluyen una gran

cantidad de operaciones unitarias las cuales el ingeniero químico debe estar en capacidad de

diseñar, evaluar, integrar y seleccionar.

INGENIERÍA DE REACCIONES

Un gran porcentaje de los procesos de transformación incluye reacciones químicas, dichas

transformaciones deben realizarse en sistemas o equipos llamados reactores los cuales están

regidos por la cinética de las reacciones. El ingeniero químico debe estar en capacidad de

diseñar, evaluar, dimensionar y seleccionar estos equipos.Es importante mencionar que el

diseño de reactores es una de las características más importantes y diferenciadores de un

Ingeniero Químico.

ANÁLISIS DE PROCESOS

Para el ejercicio de la ingeniería química es indispensable entender un proceso, los equipos

que lo conforman, diferenciar las corrientes de flujo y agruparlas de acuerdo con la función

que estas desempeñan. Por otro lado es importante tener herramientas que permitan analizar,

evaluar y modificar un proceso existente, todo esto conducente a identificar causas para el

bajo desempeño del proceso y determinar alternativas para resolver las deficiencias y

problemas que manifiesta el mismo.

MODELACIÓN Y SIMULACIÓN DE PROCESOS

La mayoría de los fenómenos físicos (transferencia de calor, masa y momento) y diseño de

operaciones unitarias tanto físicas como químicas, generarán ecuaciones diferenciales

difícilmente solucionables por métodos analíticos, las cuales podrán resolverse por métodos

numéricos apropiados y así poder analizar los resultados de esta simulación con criterios

ingenieriles.

CONTROL DE PROCESOS

La mayoría de los procesos se diseñan en estado estacionario, lo que hace que las variables de

proceso no cambien con el tiempo y así mantener el proceso seguro, controlable y con los

parámetros de calidad de producto. Para lograrlo es necesario que el proceso tenga sistemas

de control que hagan de esto una realidad (control de proceso).