Bienvenida
En la unidad anterior revisaste los conceptos relacionados con las operaciones unitarias, identificaste los procesos de transferencia de masa, calor y momentum que se producen en las operaciones unitarias y reconociste las fases en las que se realizan.
Ahora, relacionarás las operaciones unitarias con los equipos que se utilizan en su realización y aprenderás algunos criterios y normas para su aplicación. También, recordarás algunos de los principios de termodinámica, flujo de fluidos y transferencia de masa.
Algunas operaciones unitarias necesitan intercambio de calor para llevarse a cabo, por ejemplo: para obtener sal a partir del agua de mar (separación de mezclas), se podría calentar el agua de mar en un recipiente hasta evaporarla y recolectar la sal en el recipiente. El cambio de líquido a vapor es un proceso de cambio de fase y este se llevó a cabo por medio de una adición de calor hacia la mezcla sal-agua.
Otro ejemplo: si se tiene una solución sobresaturada con una sal, se logrará que esta se precipite al recibir un enfriamiento súbito. Al formarse los cristales se realiza un cambio de fase y este se logra gracias a que la solución cede calor hacia otro medio. La labor del ingeniero en tecnología ambiental es la de diseñar los recipientes adecuados para que los cambios de fase se den de forma eficiente minimizando las pérdidas de energía (calor o trabajo), logrando la purificación de las sustancias. Esto, aplicado al medio ambiente, ayudará a su remediación mediante las operaciones unitarias (de separación).
Como las operaciones unitarias de separación implican procesos de transferencia de materia entre fases debido a que conlleva la creación de una segunda fase para lograr la separación, deberás estudiar, en primer lugar, las bases termodinámicas para el diseño de etapas de equilibrio, por lo que será importante que revises los conceptos de “agente energético de separación” y “agente material de separación” pues con base en estos conceptos puedes relacionar la operación unitaria, el equipo, las fases en que se realiza y el agente de separación.
En el segundo tema, Operaciones unitarias y la transferencia de masa, profundizarás sobre los procesos de transferencia de masa y la relación que esta tiene con las fases de transferencia y el equipo adecuado para su realización.
Finalmente, en el tema Flujo de fluidos analizarás las fuerzas impulsoras que hacen que los fluidos que contienen los componentes a transferir circulen por los equipos seleccionados para los procesos de separación.
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Competencia específica
Relaciona las operaciones unitarias con los equipos adecuados que se debe utilizar para proponer la solución a un problema ambiental mediante identificación de las características de la materia.
Propósitos
- Identificar las características de la materia.
- Discriminar las propuestas de solución en un problema ambiental.
- Relacionar las operaciones unitarias con los equipos adecuados.
Contenido
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Cierre
A lo largo de esta unidad, revisaste la transferencia de calor y el flujo de fluidos y te diste cuenta de que estos dos fenómenos están interrelacionados y ayudan a que se realice una transferencia de masa.
El propósito de su estudio es encontrar las fuerzas diferenciales que propician la transferencia de masa. También, te diste cuenta de que para realizar esta transferencia, que es el objetivo principal de las operaciones unitarias, se utilizan una gran variedad de equipos como son calentadores de tubo y coraza, calderas y calderetas en el caso de los intercambiadores de calor, torres de destilación, equipos para destilación extractiva, columnas empacadas, etc. Para la transferencia de fluidos tenemos bombas, tuberías y válvulas así como compresores y turbinas.
También reafirmaste que las operaciones unitarias ambientales es la aplicación de las operaciones unitarias para remediar el ambiente (agua, aire y suelo) y que la correcta aplicación de esta tecnología te dará herramientas para ejercer tu carrera en tecnología ambiental de forma eficiente, dándote la satisfacción de que contribuyes al bienestar de la sociedad al aplicar procesos de purificación ambiental en tu quehacer cotidiano.
En la unidad 3, estudiarás el balance de materia y energía, piedras angulares en el dimensionamiento de los equipos de las operaciones unitarias.
Las metas se alcanzan poco a poco y no en un instante, concéntrate y avanza a pasos pequeños pero firmes y llegarás a la meta.
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Fuentes de consulta
Básica
- Henley, E., Seader, J. (2000). Operaciones de separación por transferencia de materia de interfase. (Cap. 1). En Henley, E., Seader, J. (Ed.), Operaciones de separación por etapas de equilibrio en ingeniería química. (pp. 7-19). México: Reverte.
- Kenneth, J. (1992). Selección de bombas. (Cap.1) En Kenneth, J. (Ed.), Bomba: selección, uso y mantenimiento. (2ª. ed. pp. 1- 25). España: Mc.- Graw-Hill.
- Kern, D. (1999). Intercambiadores de tubo y coraza. Flujo 1-2 contracorriente paralelo. (Cap. 7). En Kern. (Ed.), Procesos de transferencia de calor. (Trigésima primera ed. pp. 159-169). México: C.E.C.S.A.
- Kern, D. (1999). Temperatura. (Cap. 5). En Kern. (Ed.), Procesos de transferencia de calor. (Trigésima primera ed. pp. 111-130). México: C.E.C.S.A.
- Kern, D. (1999). Vaporizadores, evaporadores y calderetas. (Cap. 15). En Kern. (Ed.), Procesos de transferencia de calor. (Trigésima primera ed. pp. 523-530). México: C.E.C.S.A.