Créditos ECTS Créditos ECTS: 3
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 51 Horas de Tutorías: 3 Clase Expositiva: 9 Clase Interactiva: 12 Total: 75
Lenguas de uso Castellano, Gallego
Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007 - 822/2021
Centro Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Convocatoria: Primer semestre
Docencia: Sin docencia (En extinción)
Matrícula: No matriculable (Sólo planes en extinción)
Los objetivos de esta asignatura se resumen en dos puntos:
1) La energética industrial es más que nunca una cuestión sometida a un profundo análisis cara a una mejor gestión de los recursos energéticos, el estudio de tecnologías implicadas en el diseño de nuevos procesos y la optimización de los procesos ya consolidados. Se trata en cualquier caso de orientar los esfuerzos hacia el desarrollo de una industria y una sociedad con una mucho menor huella de carbono.
2) Poner en uso las potencialidades adquiridas a lo largo del grado de Ingeniería Química tanto en lo que se refiere en dar continuidad a lo ya conocido en la aplicación de los fundamentos de Termodinámica como en el diseño de procesos asociadas a la industria química y energética como el uso de herramientas de cálculo específicas.
Los contenidos que se desarrollan en 3,0 ECTS son los contemplados de forma sucinta en el descriptor de la materia en el plan de estudios del Máster en Ingeniería Química y Bioprocesos, y que son: “El mercado energético. Combustibles: propiedades. Producción de energía. Calidad de la energía. Exergía. Plantas de producción energética. Calderas. Ciclos combinados. Cogeneración industrial.”
La materia se ha orientado hacia un contenido eminentemente tecnológico, sobre un recurso esencial en los procesos industriales: la energía, que se aborda en tres bloques:
Bloque 1.- Recursos energéticos, su gestión (mercado energético), su utilización, y su transformación (equipos y procesos).
Bloque 2.- Planta energética. Tecnologías asociadas.
Bloque 3.- Integración de procesos: integración de calor y trabajo. Redes de intercambiadores, bombas de calor.
De esta manera, en los Bloques 1 y 2 se abordarán los recursos energéticos y su transformación en las plantas energéticas para su posterior uso industrial y doméstico. Sobre esta base, el Bloque 3 está orientado a la optimización de la transformación y uso de la energía, tanto en lo que respecta a la recuperación de la energía como a su calidad.
Bloque 1
El Tema 1 se dedica al estudio de las distintas formas de energía en uso en la sociedad actual, y de las tecnologías empleadas para ese fin, constituyendo todo ello el mercado energético, así como los riesgos asociados a los sistemas energéticos
El Tema 2 aborda el estudio de los recursos no renovables, entendiendo por tales aquellos que se utilizan por encima de las posibilidades de renovación de los mismos: carbón, petróleo, gas natural, uranio y asociados.
En el Tema 3 se consideran los recursos energéticos renovables: energías marina, eólica, solar térmica, solar fotovoltaica, biomasa
En el Tema 4 se aborda la estrategia de futuro: a corto, medio y largo plazo.
Bloque 2
El Tema 5 se dedica al análisis de la planta energética (combustión, ciclo agua-vapor y transformación eléctrica.
En el Tema 6 se estudian las otras tecnologías asociadas a los distintos recursos energéticos: turbinas de gas, ciclos combinados y sistemas de cogeneración.
Bloque 3
El Tema 7 se dedica al estudio de las técnicas actuales de optimización energética de las plantas industriales sobre una forma de energía, el calor, empleadas en el diseño de los sistemas de recuperación de calor.
Estas técnicas se amplían en el Tema 8 hacia la capacidad de integración del calor y el trabajo, hasta alcanzar la integración energética total de la planta industrial.
En el Tema 9 se introduce y aplica el concepto de exergía a una planta de producción energética; como una forma distinta de evaluar la eficacia del proceso energéticamente integrado, no tan solo en cuanto a la cantidad de energía recuperada, sino también teniendo en cuenta la calidad de la energía residual y su potencial aprovechamiento posterior.
TEMA 1 Recursos energéticos
Energía y potencia. Termodinámica y energía térmica. Entropía. Flujos de energía. Producción y consumo. Riesgos asociados a los sistemas energéticos (accidentes, gestión de residuos, emisiones).
TEMA 2. Recursos no renovables
Carbón: reservas, producción y consumo, tecnologías avanzadas, combustibles líquidos derivados. Petróleo: reservas producción y consumo, industria petroquímica, petróleo sintético. Gas natural: reservas, producción y consumo, Energía nuclear: fisión nuclear, reactores nucleares
TEMA 3 Recursos renovables
Energía hidroeléctrica: turbinas, sistemas de almacenamiento por bombeo; energía marina: mareas y olas; corrientes oceánicas. Energía eólica. Energía solar: térmica y fotovoltaica. Biomasa.
TEMA 4 El reto de la energía
Estrategia de futuro: a corto y medio plazo: eficiencia energética y energías renovables; a largo plazo: energía de fusión,, geotérmica, reducción de consumo.
TEMA 5 La planta energética
Centrales térmicas. Combustibles, combustión, eficiencia de calderas y calentadores. Diseño de equipos de transmisión de calor. Ventiladores, bombas y turbinas de vapor.
TEMA 6 Otras tecnologías
Turbinas de gas. Combustión en lecho fluidizado. Sistemas de cogeneración.
TEMA 7. Integración de calor.
Optimización energética. Máxima recuperación de calor (MER). Síntesis de redes de intercambiadores de calor.
TEMA 8. Integración energética total.
Integración de calor y trabajo. Integración de bombas de calor. Sistemas de refrigeración.
TEMA 9. Calidad de la energía.
Exergía y análisis exergético. Aplicación a la planta de producción energética.
3. Bibliografía básica y complementaria
Básica
W. Shepherd and D.W. Shepherd, “Energy Studies”, Imperial College Press, 2014
U.V. Shenoy: “Heat Exchanger Network Synthesis”. Gulf Publishing Company. Houston,1995.
Complementaria
W. Smil, “Energy at the crossroads”, The MIT Press, 2003
B. Sorensen: “Renewable Energy”. Academic Press. London 2000.
B. Linnhoff: “Process integration for the efficient use of energy”. The Institution of Chemical Engineers, 1982.
J.M. Smith, H.C. van Ness, M.M. Abbott: “Introducción a la Termodinámica en Ingeniería Química”. McGrawHill. México 2003.
M. El-Halwagi, “Process Integration”, Elsevier, 2006.
P. Jain, "Wind Energy Engineering", 2nd Edition, McGraw-Hill, 2016
Iqbal, M. “An introduction to solar radiation”. Academic Press, San Diego (CA), 1984
K.W.Li and A.P.Priddy, “Power plant systems design”, J. Wiley & Sons, 1992
Gestión de la documentación
Se emplearán las capacidades propias de Campus Virtual de la USC como apoyo a la docencia.
4. Competencias
En esta materia el alumno adquirirá o practicará una serie de competencias genéricas, deseables en cualquier titulación universitaria, y específicas, propias de la ingeniería en general o específicas de la Ingeniería Energética en particular. Dentro del cuadro de competencias recogidas en la memoria del título, los alumnos alcanzarán las siguientes competencias:
Competencias generales y básicas:
CB9: Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
CB10: Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
CG6: 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.
CG10: 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.
Competencias específicas:
CE3: Aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con el área de estudio de Ingeniería Química.
CE4: 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.
CE5: 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.
CE12: 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.
Competencias transversales:
CT2: Adaptarse a los cambios, siendo capaz de aplicar tecnologías nuevas y avanzadas y otros progresos relevantes, con iniciativa y espíritu emprendedor.
CT6: Compromiso ético en el marco del desarrollo sostenible.
Se seguirá la metodología de la materia equivalente en el nuevo plan de estudios, que oferta docencia presencial:
P4142210 - Transición e integración energética
Se seguirá el sistema de evaluación de la materia equivalente en el nuevo plan de estudios, que oferta docencia presencial:
P4142210 - Transición e integración energética
-
Jose Antonio Souto Gonzalez
- Departamento
- Ingeniería Química
- Área
- Ingeniería Química
- Teléfono
- 881816757
- Correo electrónico
- ja.souto [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Profesor Contratado/a Doctor
Juan Jose Casares Long
- Departamento
- Ingeniería Química
- Área
- Ingeniería Química
- Teléfono
- 881816794
- Correo electrónico
- juanjose.casares [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Emérito LOU