Mejora continua

UNIDAD TEMÁTICA I
INTRODUCCION AL DISEÑO DE PROCESOS QUIMICOS. INGENIERIA DE
PROCESOS. BREVES NOCIONES

I.1 INTRODUCCION
Existen en la actualidad distintos tipos de modelos y diferentes herramientas
informáticas para implementarlos. Así, para el diseño de equipos específicos o bien
para la resolución de balances de materia y energía, por lo general, es suficiente aplicar
procedimientosanalíticos o numéricos apropiados para la resolución de sistemas de
ecuaciones, ya sean algebraicas o diferenciales. Sin embargo, también sabemos que,
cuando el problema es crear un proceso o diagrama de flujo para obtener ciertos
productos a partir de determinadas materias primas (diseño del proceso), el
conocimiento y el tipo de modelos a utilizar, son sustancialmente distintos. Ello se debea que en esta tarea se deben tomar decisiones y se debe seleccionar una alternativa
entre cientos de ellas.
Todo este cúmulo de conocimientos sobre modelado matemático, sistemas de
representación basados en la teoría de sistemas, administración y gestión de datos,
razonamiento simbólico, métodos numéricos, y avances en el campo informático; ha
generado en las últimas décadas una nuevadisciplina dentro de la Ingeniería Química y
particularmente dentro de lo que tradicionalmente conocíamos como Ingeniería de
Procesos (Conjunto de actividades dedicadas al: Diseño, Control y Operación de
Procesos).
En un principio denominada Diseño de Procesos Asistido por Computadora ya que su
aplicación solo abordaba los cálculos básicos de procesos, actualmente ha
evolucionado su aplicación a lamayoría de las actividades dentro de la Ingeniería de
Proceso. Surge así la hoy denominada Ingeniería de Sistemas de Procesos ó
Process System Engineering que puede definirse como “El conjunto de
conocimientos en la Ingeniería Química que aborda el modelado y desarrollo
sistemático de herramientas y métodos de solución para Síntesis, Análisis y
Evaluación del: Diseño de Procesos, Control deProcesos y Operación de
Procesos”.
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El objetivo de esta unidad es introducir al lector en los principales conceptos de la
metodología de diseño de un proceso, desde la generación de su diagrama de flujo
(flow-sheet) y estructura. Esto es importante, ya que no resulta apropiado simular a
optimizar un proceso si paralelamente no nos cuestionamos acerca de la génesis del
mismo o de lasreglas que permiten en una forma sistemática, crear y evaluar diferentes
alternativas para el diseño, de forma de poder decidir entre ellas de una manera
adecuada.
La síntesis de procesos es una de las tareas más complejas y exigentes confrontada
por el ingeniero químico. Desde un punto de vista pragmático, el uso de técnicas de
síntesis de procesos se introdujo lentamente como consecuencia delas condiciones
cambiantes en la producción industrial y el surgimiento de tremendos avances
productivos y tecnológicos. En este punto, conviene aclarar que la mayoría de los
procesos químicos en uso en la actualidad surgieron hace mucho tiempo, cuando no
existían métodos sistemáticos para la generación de las estructuras óptimas de los
mismos (camino de reacción, redes de intercambio,sistemas integrados, trenes de
separación, etc.). Resulta lógico pensar, por lo tanto, que estas innovaciones se fueron
dando parcialmente, paso a paso, con el transcurso del tiempo. Desde este punto de
vista, resulta ilustrativo el análisis de la evolución de las tecnologías utilizadas en los
distintos procesos químicos (Rotstein y Stephanopoulos, 1979). En efecto, dado que en
todo proceso químicoexiste la transformación fisicoquímica de materias primas en los
productos deseados, se puede calcular el trabajo mínimo asociado (calculado
termodinámicamente como un proceso ideal o reversible). Por lo tanto, se dispone de al
menos un elemento de comparación, punto de referencia ideal u objetivo a alcanzar.
Dicha magnitud sirve para comparar el consumo real de cualquier alternativa con...