Recursos multimedia para la enseñanza-aprendizaje del control de reactores químicos empleando Aspen dynamics (2022)
La enseñanza-aprendizaje del control de procesos en Ingeniería Química se caracteriza por estudiar sistemas físicos (llenado/vaciado de tanques e intercambiadores de calor). Se dejan de lado los reactores químicos, equipos insignia en Ingeniería Química. En este trabajo de grado se diseñaron contenidos multimedia enfocados en la facilitar y promover el uso del software Aspen Dynamics en los procesos de enseñanza-aprendizaje de control de reactores químicos. Como primer paso, se seleccionaron cuatro casos de estudio, que abarcaron reactores continuos y discontinuos. Para cada caso de estudio se escogió un modelo termodinámico apropiado (según condiciones de operación y sustancias involucradas); se validó la cinética química reportada en la literatura, verificando que los resultados de la simulación concordaran con los resultados experimentales; finalmente se escaló la cinética química a un reactor químico industrial en estado estacionario. Luego, se exportó la simulación en estado estacionario a Aspen Dynamics. Se validaron diferentes reglas de sintonización y estrategias de control, se realizaron cambios en las condiciones de operación y se observó la respuesta del sistema en aspectos clave (seguridad, operabilidad y producción). Finalizadas las simulaciones se elaboraron los video-tutoriales y los talleres. Los videos-tutoriales se enfocaron en facilitar el uso de Aspen Dynamics, mostrando la metodología de trabajo y el manejo de las herramientas de la aplicación. Por otra parte, los talleres se enfocaron en practicar utilizando los casos de estudios desarrollados en este trabajo, observar el comportamiento de los sistemas químicos y fomentar la discusión con relación a las variables respuesta. Aspen Dynamics es una poderosa herramienta de simulación. Los modelos que utiliza son rigurosos. Esto permitió que los casos de estudio abordados en este trabajo fueran realistas en su diseño y operación, fomentando el análisis, el sentido crítico y la solución de problemas, lo que potencia las habilidades del estudiante de Ingeniería Química