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• Ingeniero Alfonzo Díaz Guzmán

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División Académica de Ciencias Biológicas Licenciatura en Ingeniería Ambiental



Nombre de la asignatura

Clave de la asignatura

PROCESOS UNITARIOS

Área de formación

Sustantitva Profesional

Docencia frente a grupo según SATCA HCS HP TH C 4 2 6 6

Trabajo de Campo Supervisado según SATCA HTCS TH C TC 6

Carácter de la asignatura

(ü) Obligatoria

( ) Optativa

SERIACIÓN Explícita

Implícita





Asignaturas antecedentes Microbiología Ambiental

Asignaturas subsecuentes

Conocimientos previos Operaciones Unitarias







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División Académica de Ciencias Biológicas Licenciatura en Ingeniería Ambiental PROPÓSITO DE LA ASIGNATURA Un proceso unitario es una etapa de tratamiento que involucra una serie de fenómenos químicos y/o biológicos que interactúan dentro de un sistema. En sistemas ambientales, estos procesos unitarios pueden clasificarse de acuerdo al tipo de fenómenos predominantes que ocurren en ellos; esto es, procesos unitarios químicos (reversibles e irreversibles), procesos unitarios biológicos (aerobios, anaerobios y facultativos) y otros procesos unitarios que emplean principios diversos que involucran también fenómenos químicos y/o biológicos en el sistema. Los procesos unitarios de naturaleza química reversible típicos en la Ingeniería Ambiental son la neutralización, los procesos Red-Ox, el intercambio iónico, la inmovilización, la coagulación, la precipitación y el lavado químico. Por su parte, los procesos químicos irreversibles son, principalmente, la estabilización, la vitrificación y la oxidación (lenta y rápida). En referencia a los procesos unitarios predominantemente biológicos se encuentran los procesos de degradación aerobia, de degradación anaerobia y de naturaleza facultativa. La asignatura de Procesos Unitarios establece los fundamentos teóricos y principios elementales que vinculan a los balances macroscópicos (Balances de Materia y Energía, Mecánica de Fluidos), con los balances microscópicos (mecanismos de Transferencia de Masa y de Calor) utilizando los conceptos y relaciones de la cinética química, la microbiología y las operaciones unitarias. COMPETENCIAS A DESARROLLAR Genéricas Específicas Capacidad de análisis y síntesis. Generar y adaptar procedimientos y tecnologías innovadores para Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica. el tratamiento integral de residuos, suelos contaminados, Resolución de problemas. descargas de aguas residuales y/o emisiones con un enfoque en el Trabajo en equipo. desarrollo sustentable. Diseño y gestión de proyectos.





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División Académica de Ciencias Biológicas Licenciatura en Ingeniería Ambiental UNIDAD No. 1

Conceptuales 1.1. Neutralización 1.1.1. Conceptos generales 1.1.2. Lechos de piedra caliza 1.1.3. Con cal 1.1.4. En aguas con efecto tampón 1.2. Reacciones redox 1.2.1. Fundamentos 1.2.2. Aplicaciones 1.2.3. Sugerencias de diseño 1.3. Lavado químico 1.3.1. Lavado de corrientes gaseosas 1.3.1.1. Fundamentos de absorción 1.3.1.2. Cálculos para el diseño básico de equipos de absorción 1.3.1.3. Equipos de lavado de gases 1.3.2. Lavado químico de materiales residuales



PROCESOS REVERSIBLES CONTENIDOS Aprendizaje esperado Identifica los principios técnicos de los procesos de tratamiento que involucran reacciones químicas reversibles Realiza cálculos estequiométricos y matemáticos para el diseño básico de un proceso de tratamiento químico reversible

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Horas estimadas para cada unidad 36

Evidencias de aprendizaje Solución de ejercicios Reporte de prácticas de laboratorio Memorias de cálculo de los parámetros de operación

División Académica de Ciencias Biológicas Licenciatura en Ingeniería Ambiental sólidos 1.3.2.1. Lavado ácido 1.3.2.2. Lavado alcalino 1.3.2.3. Fundamentos de lixiviación 1.3.2.4. Cálculos para el diseño básico de equipos de lixiviación 1.3.2.5. Equipos convencionales para lixiviación de materiales 1.3.3. Lavado de suelos 1.3.3.1. Fundamentos de lixiviación 1.3.3.2. Cálculos para el diseño básico de equipos de lixiviación 1.3.3.3. Equipos convencionales para lixiviación de materiales





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División Académica de Ciencias Biológicas Licenciatura en Ingeniería Ambiental

UNIDAD No. 2

2.1.

Conceptuales Intercambio iónico



2.1.1. Conceptos generales 2.1.2. Materiales intercambiadores 2.1.3. Fundamentos del proceso de intercambio iónico 2.1.4. Diseño básico de un intercambiador iónico

REACCIONES DE INTERCAMBIO Y PRECIPITACIÓN CONTENIDOS Aprendizaje esperado • •



2.2.

Precipitación



2.2.1. Conceptos generales 2.2.2. Aplicaciones industriales 2.2.3. Reactivos de precipitación 2.2.4. Parámetros de control del proceso 2.3. Coagulación

Evidencias de aprendizaje

Solución de ejercicios Reporte de prácticas de laboratorio Realizar los cálculos químicos y matemáticos para el diseño básico de un proceso de tratamiento de intercambio y precipitación Memorias de cálculo de los parámetros de operación químicas Conocer los principios técnicos de los procesos de tratamiento químico de intercambio y precipitación químicas





2.3.1. Partículas coloidales 2.3.2. El potencial Z 2.3.3. Mecanismos de coagulación 2.3.4. Reactivos de coagulación 2.3.5. Parámetros de control del proceso 2.3.6. La prueba de jarras



Horas estimadas para cada unidad 24

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División Académica de Ciencias Biológicas Licenciatura en Ingeniería Ambiental UNIDAD No. 3

PROCESOS QUÍMICOS IRREVERSIBLES

Conceptuales 3.1. Estabilización 3.1.1. Mecanismos 3.1.2. Reactivos empleados 3.1.3. Vitrificación 3.2. Procesos de oxidación 3.2.1. Oxidación térmica 3.2.1.1. Fundamentos de combustión 3.2.1.2. Incineración 3.2.2. Oxidación rápida 3.2.2.1. Oxidación con agentes químicos 3.2.2.2. Ozonación (en medio poroso y acuoso) 3.2.2.3. Oxidación avanzada (Fenton, FotoFenton)



CONTENIDOS Aprendizaje esperado

• •

Horas estimadas para cada unidad 24

Evidencias de aprendizaje Conocer los principios de funcionamiento de Solución de ejercicios los procesos de tratamiento químico irreversibles Reporte de prácticas de laboratorio. Realizar los cálculos químicos y matemáticos para el diseño básico de un proceso de Memorias de cálculo de los parámetros de tratamiento químico irreversible operación y dimensionamiento.



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División Académica de Ciencias Biológicas Licenciatura en Ingeniería Ambiental UNIDAD No. 4

Conceptuales 4.1 Electrodiálisis 4.1.1. Fundamentos 4.1.2. Aplicaciones 4.2. Ósmosis inversa 4.2.1. Fundamentos 4.2.2. Aplicaciones 4.3. Estudio de casos



OTRAS PROCESOS UNITARIOS CONTENIDOS Aprendizaje esperado Reconoce los principios de funcionamiento de los procesos de tratamiento químico mediante sistemas de membrana.

Horas estimadas para cada unidad 12

Evidencias de aprendizaje Solución de ejercicios Realiza los cálculos químicos y matemáticos Reporte de escrito de temas de investigación para el diseño básico de un proceso de selectos. tratamiento químico mediante sistemas de membrana. Exposición oral de temas selectos.



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División Académica de Ciencias Biológicas Licenciatura en Ingeniería Ambiental Metodología para la construcción del conocimiento Actividades de aprendizaje con el docente Actividades de aprendizaje autónomo Revisar los conceptos y principios elementales de cada operación unitaria Realizar investigación documental sobre temas sugeridos por el docente. Resolver problemas del cálculo de parámetros de operación Construir mapas conceptuales de los procesos unitarios estudiados. Realizar prácticas de laboratorio Desarrollar resúmenes sobre el marco teóricos de los procesos unitarios estudiados. Elaborar formularios para los cálculos de parámetros de operación en el diseño básico de equipos. Contenidos procedimentales Contenidos actitudinales Identificar la importancia, propósito y ubicación de cada proceso unitario Cumplimiento del reglamento en aula/laboratorio o escenario de dentro de un tren o sistema de tratamiento específico aprendizaje Realizar experimentación de laboratorio para comparar y contrastar los Disposición para el trabajo en equipo resultados con los cálculos teóricos Responsabilidad social y compromiso ambiental Elaborar memorias de cálculo de procesos unitarios para la comprensión del efecto de parámetros físicos y condiciones de operación sobre el desempeño de los mismos.





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División Académica de Ciencias Biológicas Licenciatura en Ingeniería Ambiental Acreditación Conforme el reglamento escolar de la UJAT

Evidencias de desempeño Evaluación Se evaluará el aprendizaje al término de cada unidad Se retroalimentará sobre las evidencias entregadas para la mejora continua de las mismas







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Calificación Presentaciones orales de temas selectos: 15% Reportes de práctica de planta piloto: 30% Memorias de cálculo: 40% Exámenes escritos: 15%

División Académica de Ciencias Biológicas Licenciatura en Ingeniería Ambiental FUENTES DE APOYO Y CONSULTA BÁSICA nd Alley, E. (2006). Water Quality Control Handbook. (2 edition). USA: McGraw-Hill Professional. Edzwald, J.K. (2010). Water Quality and Treatment. A Handbook on Drinking Water. (6th edition). USA: American Water Works Association. Sincero, A.P.; Sincero, G.A. (2003). Physical-Chemical Treatment of Water and Wastewater. USA: CRC Press-IWA Publishing. Noyes, R. (1994). Unit Operations in Environmental Engineering. (1ST edition). USA: Noyes Publications. McCabe, W. L.; Smith, J. C.; Harriot, P. (2005). Unit Operations of Chemical Engineering. (6th edition). USA: McGraw Hill. Chemical Engineering Series. COMPLEMENTARIA Eckenfelder W.W., Ford, D.L., Englande A.J. (2009). Industrial Water Quality. (4th edition). USA: WEF Press. Lee, C.C., Dar Lin, S. (2007). Handbook of Environmental Engineering Calculations. (2nd edition). USA: McGraw-Hill Handbooks. Reynolds, T.D.; Richards, P.A. (1996). Unit Operations and Processes in Environmental Engineering. (2nd edition). USA: PWS Publishing Company. Elaborado por Fecha actualización

RESPONSABLE DEL DISEÑO Carlos Alberto Torres Balcázar José Roberto Hernández Barajas 20 de diciembre de 2016





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