Créditos ECTS Créditos ECTS: 3
Horas ECTS Criterios/Memorias Horas de Tutorías: 1 Clase Expositiva: 14 Clase Interactiva: 12 Total: 27
Lenguas de uso Castellano, Gallego
Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Ingeniería Química
Áreas: Ingeniería Química
Centro Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Convocatoria: Segundo semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable | 1ro curso (Si)
Esta asignatura, de carácter optativo, está orientada a la consecución de objetivos esenciales para el trabajo del ingeniero químico en cualquier industria de proceso, teniendo en cuenta que:
a) La energía es la única materia prima de alto valor requerida en todo proceso industrial.
b) Tanto desde el punto de vista económico como ambiental, la transición energética y el uso óptimo de la energía son dos requerimientos básicos para la competitividad y sostenibilidad de la industria química actual.
Esta necesidad se sustancia dentro del Máster en Ingeniería Química y Bioprocesos en tres objetivos:
1) La transición energética es más que nunca una realidad en los países desarrollados, sometida a un profundo análisis cara a la necesaria sustitución de los recursos energéticos no renovables por renovables y al estudio de las tecnologías implicadas en el diseño y desarrollo de nuevos procesos.
2) La optimización energética de procesos, tanto de nuevos procesos como de los procesos ya consolidados, mediante la aplicación de criterios termodinámicos.
En ambos objetivos, se trata de orientar los esfuerzos técnicos hacia el diseño y desarrollo de una industria energéticamente competitiva y más sostenible, y una sociedad con una mucho menor huella de carbono.
3) Poner en uso y ampliar las potencialidades adquiridas a lo largo del Grado en Ingeniería Química, tanto para dar continuidad a lo ya conocido en la aplicación de los fundamentos de Termodinámica Aplicada, Energética Industrial y Optimización de Procesos Químicos en el diseño de procesos, como para el uso de nuevas tecnologías y 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: “Introducción: El sistema energético en transición. Recursos y vectores energéticos. Energía eólica terrestre y marina. Energía hidráulica. Radiación solar y generación fotovoltaica. Otras tecnologías y sistemas de almacenamiento. Eficiencia energética en la industria. Integración de calor y potencia. Calidad de la energía.”
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.- El sistema energético. Recursos y vectores energéticos.
Bloque 2.- Energías renovables. Tecnologías asociadas. Sistemas de almacenamiento de energía.
Bloque 3.- Integración de procesos: integración de calor y potencia. Redes de intercambiadores. Integración de máquinas térmicas. Calidad de la energía.
De esta manera, en el Bloque 1 se abordará el sistema energético y los recursos y vectores energéticos básicos para su transición actual hacia la maximización de la explotación y uso de los recursos energéticos renovables.
El Bloque 2 está orientado, de una parte, a las tecnologías de transformación de los recursos energéticos renovables, con especial incidencia en las energías renovables atmosféricas (ERA), y a las tecnologías de almacenamiento de energía requeridas para garantizar la disponibilidad de suministro.
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 la calidad de la energía.
Bloque 1
El Tema 1 se dedica a la revisión 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 distintos modelos de sistemas energéticos.
En el Tema 2 se aborda la estrategia actual de transición energética: a corto, medio y largo plazo.
Bloque 2
En el Tema 3 se consideran, por una parte, los recursos energéticos renovables, con especial incidencia en las energías renovables atmosféricas (ERA: eólica, solar, hidroeléctrica), marinas y biomasa. Al tiempo que, dada la volatilidad de las principales energías renovables y la necesidad de garantizar la disponibilidad del suministro energético, se introducen los principales sistemas de almacenamiento de energía, para su uso posterior.
Bloque 3
El Tema 4 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 5 hacia la capacidad de integración de calor y trabajo, hasta alcanzar la integración energética total de la planta industrial.
En el Tema 6 se introduce y aplica el concepto de exergía a una planta de producción energética, como magnitud que mide la calidad de la energía.
TEMA 1 Recursos energéticos.
El sistema energético. Recursos y vectores energéticos. El mercado energético.
TEMA 2. Transición energética.
Origen de la transición energética: Riesgos asociados a los sistemas energéticos (accidentes, gestión de residuos, emisiones). Modelos actuales de transición energética: a corto y medio plazo: eficiencia energética y energías renovables; a largo plazo: energía de fusión nuclear, energía geotérmica, reducción de consumo.
TEMA 3 Recursos renovables y almacenamiento de la energía.
Energía hidroeléctrica: turbinas, sistemas de almacenamiento por bombeo; energía marina: mareas y olas; corrientes oceánicas. Energía eólica. Energía solar: térmica y fotovoltaica. Almacenamiento en baterías. Biomasa.
TEMA 4. Integración de calor.
Optimización energética. Máxima recuperación de calor (MER). Síntesis de redes de intercambiadores de calor.
TEMA 5. Integración energética total.
Integración de calor y potencia. Integración de turbinas. Bombas de calor y refrigeración. Aplicación al proceso químico.
TEMA 6. Calidad de la energía.
Concepto de exergía. Análisis exergético.
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.
P. Jain, "Wind Energy Engineering", 2nd Edition, McGraw-Hill, 2016.
M. Iqbal “An introduction to solar radiation”. Academic Press, San Diego (CA), 1984.
B. Linnhoff: “Process integration for the efficient use of energy”. The Institution of Chemical Engineers, 1982.
M. El-Halwagi, “Process Integration”, Elsevier, 2006.
J.M. Smith, H.C. van Ness, M.M. Abbott: “Introducción a la Termodinámica en Ingeniería Química”. McGrawHill. México 2003.
En esta materia el alumno alcanzará una serie de resultados del aprendizaje, tanto generales y deseables en cualquier titulación universitaria, como específicas, propias de la ingeniería en general o específicas de la materia “Transición e integración energética” en particular.
Dentro del cuadro de resultados del aprendizaje recogidos en la memoria del título y divididos en conocimientos, competencias y habilidades, los alumnos alcanzarán los siguientes:
Conocimientos:
(CN02) Adquirir conocimientos avanzados y demostrar, en un contexto de investigación científica y tecnológica o altamente especializado, una comprensión detallada y fundamentada de los aspectos teóricos y prácticos y de la metodología de trabajo en uno o más campos de estudio en Ingeniería Química.
(CN04) Adquirir conocimientos avanzados para el diseño y la comprensión holística de los procesos químicos, desde una perspectiva tanto fundamental como práctica.
Competencias:
(CP01) 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.
(CP02) 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.
(CP03) 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.
Habilidades:
(HD01) 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.
(HD02) 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.
(HD05) Desempeñarse adecuadamente en el establecimiento y desarrollo de relaciones interpersonales.
(HD08) Aprender autónomamente para mantener y mejorar las habilidades y competencias que permitan el desarrollo continuo de la profesión.
(HD11) Dominar la gestión del tiempo y de las situaciones críticas.
Esta materia se desarrollará mediante diferentes mecanismos de enseñanza y aprendizaje, como se indica en los siguientes apartados. Es importante resaltar que los contenidos de la materia podrán abordarse alternativa o reiterativamente en la docencia presencial o no presencial, según convenga en cada caso.
Gestión de la documentación: Se emplearán las capacidades propias del Campus Virtual de la USC como apoyo a la docencia.
1. Docencia presencial
• Clases teóricas (Expositivas), que introduzcan los conceptos y problemas básicos relacionados con la contaminación atmosférica, de acuerdo con los contenidos y objetivos de la materia.
• Seminarios de problemas (Interactivas), que introduzcan al alumno en la resolución de problemas concretos relacionados con el contenido de la materia.
• Laboratorio de integración energética, en Aula de Informática, en el que los alumnos resolverán diversos casos prácticos con ordenador, y serán evaluados al término de cada sesión. Por lo que la asistencia es obligatoria.
• Desarrollo de casos prácticos, según su tipología, algunos de los cuales se exponen también en la docencia no presencial. Incluyendo la docencia en el laboratorio de integración energética en la que, al evaluarse en la misma, la asistencia es obligatoria.
• Tutoría de grupo, de carácter obligatorio, que se dedicará al análisis cuantitativo de un caso de integración energética.
• Visitas técnicas: En función de los recursos disponibles, se pretenden realizar sendas visitas técnicas conjuntas con los alumnos de la materia “Contaminación atmosférica industrial”, relacionadas con los contenidos de la materia.
2. Docencia no presencial
Se propondrá a los alumnos una serie de casos prácticos, algunos de ellos a desarrollar conjuntamente con los alumnos de la materia “Contaminación atmosférica industrial”, relacionados con los contenidos de la materia:
- En lo que se refiere al aprovechamiento de recursos renovables, conjuntamente con los alumnos de la materia “Contaminación atmosférica industrial” los alumnos estimarán la capacidad efectiva de aprovechamiento de las energías renovables atmosféricas (ERA) solar y eólica. Su evaluación se completará con preguntas relacionadas en el examen escrito de la materia.
- En lo que se refiere a la integración energética, los alumnos también desarrollarán la evaluación e integración energética de un proceso, que deberá ser conceptualizado de manera que se identifiquen y cubran todas sus necesidades energéticas, interna y externamente.
3. Desarrollo de competencias
Competencia desarrollada 1=Clases E/I 2=Laboratorio de Integración Energética 3=Tutoría obligatoria 4=Caso práctico Integración Energética de Proceso 5=Casos prácticos ERA 6=Visitas técnicas
Conocimientos
CN02 1 4
CN04 1 4 6
Competencias
CP01 2 3 4 5
CP02 2 3 4 5
CP03 2 3 4 5
Habilidades
HD01 1 4 6
HD02 1 4 6
HD05 4 5 6
HD08 4 5 6
HD11 2 4 5 6
1. Sistema de calificaciones
Los alumnos deberán resolver una serie de estudios y evaluaciones sobre casos prácticos a lo largo del cuatrimestre en que se desarrolla esta asignatura (incluyendo prácticas en Aula de Informática), que constituirá un 60% de la nota global de la materia. El informe de los profesores y la participación del alumno en las clases y tutoría de grupo supondrá otro 10% de la nota global. Completándose la evaluación con un examen final que incluirá una serie de cuestiones de carácter teórico y práctico, con la resolución de problemas numéricos, de acuerdo con la siguiente tabla.
Sistema de calificación Modo de evaluación Peso en la nota global Valor mínimo sobre 10
Examen escrito (inc. visitas técnicas) Individual 30 % 3,5
Lab. Integración Energética Individual/En equipo 20 % -
Caso Práctico Integración Energética de Proceso En equipo 20 % -
Casos Prácticos ERA En equipo 20% -
Asistencia y participación activa en clases (inc. tutoría de grupo) Individual 5% -
Informe profesores Individual 5 % -
Para superar la materia, el alumno deberá obtener una calificación mínima de 3,5 sobre 10 en el examen escrito. En otro caso, la calificación global del alumno se corresponderá con la de dicho examen escrito.
Las calificaciones de los trabajos/tutorías/casos prácticos/laboratorio y del informe del profesor obtenidas en el curso en que el alumno haya cursado la docencia presencial de la materia se conservarán en todas las oportunidades de evaluación de dicho curso. Siendo siempre necesario que en cada nueva oportunidad el alumno realice el examen escrito, que recibirá la calificación correspondiente.
Cuando no se conserven las evaluaciones de trabajos/tutorías/casos prácticos/laboratorio, los alumnos repetidores seguirán el mismo sistema de evaluación que los alumnos nuevos.
Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación lo recogido en la “Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións”.
2. Evaluación de competencias
1=Clases E/I 2=Resultados Laboratorio de Integración Energética 3=Tutoría de grupo 4=Resultados Integración Energética de Proceso 5=Resultados ERA 6=Examen escrito
Conocimientos
CN02 1 4 6
CN04 1 4 6
Competencias
CP01 2 3 4 5 6
CP02 2 3 4 5 6
CP03 2 3 4 5 6
Habilidades
HD01 1 4 6
HD02 1 4 6
HD05 4 5
HD08 4 5 6
HD11 2 4 5 6
La materia tiene una carga de trabajo de 3,0 ECTS, correspondiendo 1 crédito ECTS a 25 horas de trabajo total, siendo el número total de unas 75 horas. Estas horas se reparten como sigue:
Actividad Horas presenciales
Teoría (inc. visitas técnicas) 12
Seminarios y casos prácticos 10
Laboratorio de Integración Energética 4
Tutoría de grupo 1
Examen y revisión 2
Total horas presenciales 29
Total horas de trabajo personal del alumno 46
Totales: Horas 75 ECTS 3,00
donde las horas presenciales indican el número de horas de docencia presencial de la materia, incluyendo las diversas actividades y tutorías presenciales que se realizarán en la misma. Las horas de trabajo personal resulta de la suma de las correspondientes a todas las actividades que deberá desarrollar el alumno, y que éste deberá dedicar de forma individual o en equipo, sin la presencia del profesor.
Los alumnos que se matriculen de la materia han de tener una serie de conocimientos básicos y otros específicos que resultan de importancia para lograr superar la mesma: Algebra, cálculo, física de fluidos, balances de materia y energía, termodinámica aplicada, equipos y plantas energéticas convencionales, aplicaciones informáticas a nivel de usuario (Word, Excel, web).
Los alumnos matriculados deben realizar un seguimiento regular de las clases y participar en todas las actividades evaluables que se desarrollan tanto en el aula como fuera de la misma.
La materia se impartirá en castellano.
Jose Antonio Souto Gonzalez
Coordinador/a- 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
| Miércoles | |||
|---|---|---|---|
| 11:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula A6 |
| Jueves | |||
| 11:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula A6 |
| Viernes | |||
| 11:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula A6 |
| 20.05.2025 10:00-12:00 | Grupo /CLIS_01 | Aula A6 |
| 20.05.2025 10:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Aula A6 |
| 20.05.2025 10:00-12:00 | Grupo /CLIL_01 | Aula A6 |
| 03.07.2025 16:00-18:00 | Grupo /CLIL_01 | Aula A6 |
| 03.07.2025 16:00-18:00 | Grupo /CLIS_01 | Aula A6 |
| 03.07.2025 16:00-18:00 | Grupo /CLE_01 | Aula A6 |