Excel

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LA HOJA DE CALCULO EN EL APRENDIZAJE DE LA INGENIERÍA QUÍMICA.
José Antonio Martínez Pons Departamento de Química Analítica e Ingeniería Química Universidad de Alcalá España Correo electrónico joseantonio.martinez@uah.es

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1. INTRODUCCIÓN
El estudio de la Ingeniería Química, aunque fundamentado en sólidas leyes generales físico químicas requiere la aplicación de estas leyes asituaciones reales donde muchas de las simplificaciones de la teoría física llevan a resultados no coherentes con la realidad física del problema, véase casos de aproximaciones al comportamiento ideal de los gases o la aplicación de la ecuación de Bernoulli al flujo de fluidos. Además, muchas de las ecuaciones y modelos matemáticos de gran belleza formal conducen a situaciones en las cuales el cálculoes imposible. Entonces hay que recurrir al cálculo gráfico o a efectuar aproximaciones. El problema se hace patente, por ejemplo, en aplicaciones a estados no estacionarios (tanto en la transmisión de calor, materia o momento, como en la dinámica de fluidos) donde la aparición de ecuaciones diferenciales de difícil o imposible integración simbólica, integrales elípticas[4] y de otro tipo creandificultades añadidas al aprendizaje conceptual de la materia. Afortunadamente, desde que se ha generalizado el uso de la herramienta informática como instrumento de cálculo existen programas matemáticos de gran potencia, valga como ejemplo Maple o Mathematica, que pueden resolver muchos de estos problemas. No obstante, su disponibilidad e incluso adquisición de la destreza en su manejo, no sonsencillas, razón por la que aquí se propone el uso de programas tan accesibles como son las hojas de cálculo, concretamente la Excel de Microsoft, dada su amplia difusión y posibilidad de ser usada tanto sobre P.C. como sobre Mackintosh. Una digresión sobre el tema es que a corto o medio plazo los profesores deberán cuestionarse el sistema tradicional de prueba de examen, basado en preguntas o problemasacadémicos que el estudiante resuelve sin más apoyo que su calculadora electrónica y a lo sumo, información escrita, y pensar que las pruebas se realicen frente al ordenador, liberando en parte al alumno del cálculo mecánico, lo que permitirá una evaluación más profunda del nivel conceptual alcanzado.

2. APLICACIONES
La hoja de cálculo puede aplicarse ventajosamente, entre otras, a tresclases de situaciones: 1. - Manejo de fórmulas y correlaciones empíricas de expresión compleja. 2. - Resolución de problemas que requieran procesos de integración difíciles o imposibles en modo simbólico. 3. Resolución de problemas que requieran métodos de aproximaciones sucesivas, “Métodos de tanteo”. También es de gran utilidad su potencialidad, por el método de la matriz inversa, de resolversistemas de ecuaciones lineales, en aplicaciones como balances de energía o materia, así como sus funciones económicas y de optimización de programas aplicable en cuestiones de economía de la empresa química, pero estas cuestiones no se analizan en este trabajo.

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2.1. Calculo de propiedades mediante correlaciones complejas
Por tales se entiende expresiones matemáticas ya sea basadas en teoríasfísicas, ya en medidas experimentales, que incluyen abundantes constantes universales o no, relacionadas a través de operadores matemáticos complejos. Su tratamiento con calculadora de bolsillo significa alta posibilidad de error tanto en la introducción de los datos como en la formalización de las operaciones. En general, al tratarse de secuencias de números sin constancia escrita, es imposiblerepasar el proceso y detectar el error. Este aspecto incluye también la comprobación de unidades, tan importante. La repetición de cálculos en problemas semejantes se eterniza y la fatiga aumenta la probabilidad de error. La hoja de cálculo sin embargo permite minimizar estos riesgos. Para ello un método cómodo consiste en crear una hoja maestra en la cual se establezca en forma de casillas de...