Implementación de una Práctica de Reactor Discontinuo en Planta Piloto.

J. MARTINEZ; S. ZAMORA; A. BONOMO; A. RIVEROS ZAPATA; F. CHUNGARA

Rosario - Santa Fé

Congreso; VII Congreso Argentino de Ingeniería Química (CAIQ) 2013 y 2das. JASP.; 2013

AAIQ (Asociación Argentina de Ingenieros Químicos).

La producción de casi todos los productos químicos industriales, involucra en su proceso a reactores químicos. El conocimiento de la cinética química o su determinación a partir de datos experimentales y el diseño de reactores constituyen las herramientas que diferencian al ingeniero químico de otros ingenieros. La selección de un sistema de reacción que opere de la forma más segura, con el máximo rendimiento o la mayor conversión, que haga del mismo un proceso  eficiente, puede ser la clave para el éxito o el fracaso económico de una planta química. El diseño de reactores químicos es uno de los temas que se aborda en la asignatura Operaciones y Procesos, correspondiente al cuarto año de la carrera de Ingeniería Química. El objetivo propuesto por la cátedra es lograr en los estudiantes un aprendizaje de los fundamentos y principios básicos del análisis, diseño y operación de reactores químicos, modelar matemáticamente reactores químicos en sus diferentes tipos y modos de operación. En particular, para el estudio de reactores químicos ideales, se dividen a los mismos según el tipo de sistema en Reactores Tanque Agitado Continuo (TAC), reactores de Flujo Pistón (FP) y Reactores Tanque Agitado Discontinuo (TAD),  dentro de estos últimos, se estudian a los reactores semicontinuos. El trabajo de planta piloto que se presenta forma parte de la enseñanza integral de la asignatura, junto con la  teoría impartida y las clases de trabajos prácticos con resolución de problemas tipos. Es sabido que los procesos de aprendizaje, son constructivos e interactivos, y consecuentemente se aprende mejor en contextos sociales de colaboratividad, debido a que se construye el conocimiento cuando se le otorga significado. El buen aprendizaje debe producir en el estudiante cambios duraderos, debe poder utilizar lo aprendido en otras situaciones, es por esto que los trabajos de planta piloto complementan el trabajo desarrollado en el aula, simulando experiencias que podrían darse en una situación real. Es importante la incorporación de diferentes habilidades y aptitudes durante la formación del estudiante de Ingeniería Química, ya que en sus futuros trabajos, como profesionales, deberán demostrar  el conocimiento adquirido de los principios básicos de la  ingeniería química y además ser creativos a la hora de solucionar problemas que se presentan en  la práctica cotidiana. El presente trabajo describe la metodología adoptada por la cátedra en forma coordinada con planta piloto, contribuyendo a la adquisición de habilidades importantes para su posterior desempeño dentro de las industrias de procesos. El objetivo de la práctica en planta piloto es evaluar el comportamiento de un reactor que opera de forma isoterma y discontinua, utilizando la reacción simple de saponificación del acetato de etilo con hidróxido sódico en fase homogénea. La simplicidad de la reacción nos facilita la realización del trabajo y la reproducción de las condiciones operativas. Cabe destacar que los reactivos utilizados y el producto obtenido, no presentan peligrosidad  en su manipulación. El trabajo en particular aborda el estudio cinético de la reacción, mediante el seguimiento de propiedades físicas y químicas. Por otro lado, se realizan cálculos termodinámicos para determinar  la constante cinética de la reacción de saponificación a diferentes temperaturas, se estudia el fenómeno de transferencia de calor y agitación. Como resultado de la coordinación entre los diferentes grupos de trabajo, se estudia el comportamiento del reactor desarrollando un modelo matemático y se realiza una simulación. Finalmente se comparan los resultados obtenidos con los experimentales. Durante el desarrollo de la práctica de planta piloto, se hace especial hincapié en las condiciones óptimas de seguridad e higiene en el trabajo. Los estudiantes aprenden el uso y manejo de los elementos de protección personal, a utilizar las hojas de seguridad de todos los compuestos utilizados en el trabajo, como así también a interpretar la información, cartelería, señalización, dentro de la planta, simulando un área real de trabajo en una planta industrial.