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2021-11-10Balances de materia y energía aplicados a la investigación

Revista Virtual Pro |El siguiente artículo presenta el libro Balances de materia y energía aplicados a la investigación, escrito por Juan Andrés Sandoval Herrera: integrante del Comité Editorial de Virtual Pro, docente de ingeniería química de la Fundación Universidad de América de Bogotá, con experiencia en materias como gestión de residuos, biotecnología, protección ambiental, entre otras.

Balances de materia y energía aplicados a la investigación es un libro compuesto de la serie de Apuntes de Clase, con el objetivo de dar a conocer las temáticas del curso de pregrado Balance de Materia y Energía, en su relación con los grupos de investigación y los trabajos de grado de los programas de ingeniería de la Universidad América de Bogotá, Colombia.

El curso de Balance de materia y energía fue fundamentado en las leyes de la termodinámica que sustentan la conservación de la materia y de la energía, utilizando las principales bases y conceptos de las ciencias química y física. Este curso está relacionado con otros cursos del programa de ingeniería como Mecánica de Fluidos, Equilibrio de Fases, Transferencia de Calor y de Masa, entre otros.

El libro fue elaborado desde una investigación dinámica y multidisciplinar y expone en once capítulos de forma descomplicada, minuciosa, interactiva y objetiva, los principales contenidos del curso, enfocándose en los ejercicios, intentando no extenderse en la teoría. Este material apoya su contenido con videos y gráficos del programa de semillero de pregrado, expuestos en la Revista de Investigación

En el capítulo 1 denominado Fundamentos, Repaso del álgebra, se exponen temas como la Ecuación algebraica, Sistemas de unidades, Conceptos básicos de química y se presenta un variado conjunto de ejercicios.

El capítulo 2 Variables de proceso, está enfocado en las diversas variables del proceso químico, como la temperatura, la presión, el flujo másico, o la composición, entre otras. Este capítulo busca que los aprendices posean competencias como la conceptualización de las variables del proceso, distinguiendo las de mayor relevancia para un proceso investigativo.

El capítulo 3 titulado Mezcla de gases ideales, presenta temas como. ¿Cuándo se puede aplicar la ecuación de estado de los gases ideales?, Flujo volumétrico estándar y flujo volumétrico real o Densidad de una mezcla gaseosa, entre otros, apoyados por varios ejercicios prácticos y un diverso abanico de aplicaciones a la investigación.

El capítulo 4 Gases y vapores, busca las competencias para que el lector pueda realizar operaciones industriales, diferenciando entre un gas y un vapor; además de que logre obtener la capacidad de calcular los grados de saturación, de presión parcial del vapor y que finalmente pueda determinar con precisión la presión total de una mezcla de gas en distintos estados de operación. 

El capítulo 5 Operaciones con unidades simples, desglosa temas como, la definición de operaciones unitarias, o la determinación de los grados de libertad de un problema, además comparte un variado grupo de problemas y aplicaciones a la investigación. 

El capítulo 6 Operaciones en unidades múltiples, está orientado a generar en los estudiantes la capacidad de efectuar análisis de grados de libertad global y por unidades, establecer correctamente el orden de las soluciones de problemas con unidades y emplear de forma precisa los balances de materia en procesos que incluyan recirculación y derivación.

El capítulo 7 Balances con una única reacción, explica temas como balanceo de ecuaciones por tanteo, Conversión, o grado de finalización de una reacción, o la relación entre grado de avance y porcentaje de conversión, apoyado por bases teóricas aplicaciones a la investigación y múltiples ejercicios.

El capítulo 8 Balances de materia con múltiples reacciones, busca que los estudiantes amplíen conceptos de estequiometría, con la finalidad de que puedan aplicar esos conocimientos en caso de múltiples reacciones químicas.

El capítulo 9 Balance de materia con una reacción en procesos con recirculación y purga, da a entender la relación entre conversión y grado de avance en un proceso con recirculación y purga, buscando que el lector calcule la materia prima que se necesita para este tipo de procedimiento y que logre comprender la diferencia entre recirculación, purga y conversión global. 

El capítulo 10 Introducción a los balances de energía sin reacción, presenta temas como Tipos de energía, Formas de transferencia de energía, Simplificaciones a la ecuación de balance de energía, entre otros, apoyado por las principales claves teóricas y un variado conjunto de problemas.

El capítulo 11 Balances de energía con reacción química, se enfoca en el cálculo del balance de energía para un proceso reactivo, buscando que el estudiante calcule la temperatura de cualquier proceso. 

Finalmente, invitamos a toda la comunidad académica e industrial para que revisen este magnífico libro que puede apoyarlos en diversos procesos de investigación o educación en ingeniería.


Mauro Sastoque Campos
Periodista, Escritor y Comunicador para la Comunicación Gráfica.
Revista Virtual Pro

Bibliografía

Sandoval Herrera, J. A. (2021). Balances de materia y energía aplicados a la investigación. Publicaciones Universidad de América. https://editorial.uamerica.edu.co/index.php/editorial/catalog/view/3/8/94

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