ASIGNATURA-SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS QUÍMICOS

Código	7342	Descripción
Crdts. Teor.	3	MODELOS. SIMULACIÓN DE PROCESOS. OPTIMIZACIÓN. DISEÑO EN PRESENCIA DE INCERTIDUMBRE. DISEÑO DE EXPERIMENTOS.
Crdts. Pract.	3
A efectos de intercambios en programas de movilidad, la carga de esta asignatura equivale a 7,5 ECTS.

Departamentos y Áreas
Departamentos	Área	Crdts. Teor.	Crdts. Pract.	Dpto. Respon.	Respon. Acta
INGENIERÍA QUÍMICA	INGENIERIA QUIMICA	3	3

Estudios en los que se imparte

Ingeniería Química - plan 1999

Pre-requisitos

AMPLIACIÓN DE MATEMÁTICAS PARA LA INGENIERÍA

TÉCNICAS DE CÁLCULO EN INGENIERÍA QUÍMICA

FUNDAMENTOS DE OPERACIONES DE SEPARACIÓN

FUNDAMENTOS MATEMÁTICOS DE LA INGENIERÍA

OPERACIONES DE SEPARACIÓN

REACTORES QUÍMICOS

Incompatibilidades de matrícula por contenidos equivalentes
Sin Datos

Grupo (*)	Número
Matriculados (2016-17)
1	6
TOTAL	6

(*) 1: GRUPO 1 - CAS

Ofertada como libre elección (2016-17)
Sin departamento

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Horario (2016-17)
Sin horario

Grupo (*)	Cuatrimestre	Turno	Idioma	Distribución (letra nif)
Grupos de matricula (2016-17)
1	1er.	M	CAS	desde - hasta -

(*) 1: GRUPO 1 - CAS

Objetivos de las asignatura / competencias (2016-17)
En la asignatura Simulación y Optimización de los Procesos Químicos, se pretende dar al alumno las bases de lo que es hoy en día la simulación de procesos químicos (modular secuencial y simultánea, basada en ecuaciones), las bases de la programación matemática (optimización), así como que el alumno desarrolle buenos hábitos en la modelado y posterior resolución de problemas. Se da también al alumno una introducción a la incertidumbre en los datos y al diseño de sistemas flexibles, junto con una introducción al diseño de experimentos. En esta asignatura se pretende que el alumno sea capaz de desarrollar sus propios modelos matemáticos y conocer las bases, ventajas y limitaciones de los algoritmos disponibles hoy en día para resolver dichos problemas (tanto en lo que se refiere a simulación como a optimización). La asignatura Simulación y Diseño por Ordenador se puede considerar complementaria y se le da un carácter eminentemente práctico, en la que el alumno debe resolver problemas de simulación complejos utilizando simuladores profesionales y modelos rigurosos.

Contenidos teóricos y prácticos (2016-17)
TEMA 1. Introducción 1.1 Introducción. 1.2 Desarrollo histórico de la simulación de procesos. Relación entre simulación optimización y síntesis de procesos. 1.3 Tipos de simuladores: Modular secuencial. Modular simultáneo. Basada en ecuaciones. TEMA 2. Simulación Modular Secuencial 2.1 Descomposición de diagramas de flujo (flowsheeting) 2.2 Métodos basados en las matrices booleanas Localización de redes cíclicas máximas. Algoritmo de Sargent y Westerberg. Algoritmo de Tarjan. 2.3 Selección de las corrientes de corte: 2.3.1 Caso general planteamiento como un "set-covering problem" (algoritmo de Pho y Lapidus) 2.3.2 Número mínimo de corrientes de corte (algoritmo de Barkley y Motard) 2.3.3 Conjunto de corrientes de corte no redundante (Algoritmo de Upadhye y Grens) TEMA 3. Simulación Modular Simultánea 3.1 Efecto de las estrategias tipo cuasi Newton sobre la convergencia de los diagramas de flujo. TEMA 4. Simulación Basada en Ecuaciones 4.1 Introducción. Métodos de factorización de matrices dispersas. Métodos a priori y métodos locales. 4.2 Métodos locales: Criterio de Markowitz. 4.3 Métodos a priori: 4.3.1 Triangularización por bloques: a. Base de salida admisible (transversal completo). b. Aplicación de los algoritmos de Sargent y Tarjan a matrices dispersas. c. Reordenación. 4.3.2 Transformación en matriz triangular bordeada. 4.4 Fase numerica. Algoritmo RANKI 4.5 Comparación entre los diferentes sistemas de simulación. Ventajas e Inconvenientes. TEMA 5. Grados de libertad y variables de diseño de un diagrama de flujo 5.1 Teorema de Duhem y regla de las fases 5.2 Grados de libertad de un equipo 5.3 Grados de libertad de un diagrama de flujo 5.4 Elección de las variables de diseño. U.D. 2: OPTIMIZACIÓN TEMA 6. Conceptos Básicos 6.1 Introducción. Desarrollo histórico de la optimización de procesos. 6.2 Funciones y regiones cóncavas y convexas. 6.3 Optimización sin restricciones. 6.4 Optimización con restricciones de igualdad y desigualdad. Condiciones de optimalidad de Karush Khun Tucker 6.5 Interpretación de los Multiplicadores de Lagrange. TEMA 7. Programación lineal 7.1 Introducción. Planteamiento del problema en forma canónica y forma estándar. 7.2 Teoremas de la programación lineal 7.3 Resolución gráfica 7.4 Resolución en forma de tabla. El método simplex. 7.5 Variables artificiales. Método de la Gran M y método de las dos fases. 7.6 Conceptos básicos de dualidad. TEMA 8. Programación no lineal 8.1 Repaso de métodos numéricos de optimización sin restricciones 8.2 Optimización con restricciones. Fundamento de los métodos de programación cuadrática sucesiva y de gradiente reducido. TEMA 9. Introducción a la programación lineal y no lineal con variables discretas. 9.1 Conceptos básicos para la resolución de problemas lineales con variables discretas.(MILP, mixed integer linear programming) 9.2 Introducción a la programación no lineal con variables continuas y discretas (MINLP mixed integer non linear programming) 9.3 Modelado de problemas con variables binarias: 9.3.1 Conceptos básicos de álgebra de Boole 9.3.2 Transformación de expresiones lógicas a expresiones algebraicas 9.3.3 Modelado con variables discretas y continuas. Formulación de envolvente convexa y de la gran M. U.D. 3. MODELOS TEMA 10. Tipos de modelos 10.1 Modelos basados en fenómenos de transporte. Modelos basados en balances de población. Modelos estocásticos. U.D. 4. INTRODUCCIÓN AL DISEÑO CON INCERTIDUMBRE TEMA 11. Introducción al diseño con incertidumbre 11.1 Introducción. 11.2 Test de flexibilidad e Indice de flexibilidad U.D. 5 INTRODUCCIÓN AL DISEÑO DE EXPERIMENTOS TEMA 12. Introducción al diseño de experimentos. Las practicas se desarrollarán en el alula de informática

Más información

Profesor/a responsable
Ruiz Femenia , Jose Ruben

Metodología docente (2016-17)
Clases teóricas y prácticas
Explicación en clase de los temas del programa de teoría utilizando la pizarra y medios audiovisuales y fomentando la participación de los alumnos. Los apuntes de los temas podrán obtenerse a través del campus virtual. Dado el carácter de la asignatura es recomendable un conocimiento previo básico de matemáticas (trabajo con matrices algebra lineal y métodos numéricos) y de los temas básicos de las asignaturas troncales de la titulación.

Tipo de actividades: teóricas y prácticas
No especificado
Clases Prácticas en el Aula de Informática: Se desarrollaran una serie de clases prácticas en el aula de informática utilizando fundamentalmente GAMS y ocasionalmente MATLAB hoja de cálculo EXCEL etc. El objetivo es que el alumno sea capaz de aplicar de forma práctica los conocimientos adquiridos en la parte de teoría así como aplicar métodos numéricos de forma eficiente a diversos tipos de problemas. El alumno deberá presentar al final de las prácticas un informe detallado de todo el trabajo realizado durante el curso.

	Grupo	Profesor/a
Profesores (2016-17)
TEORIA DE 7342	1	CABALLERO SUAREZ, JOSE ANTONIO
		Ruiz Femenia, Jose Ruben
PRÁCTICAS CON ORDENADOR DE 3061	1	Aracil Saez, Ignacio
		CABALLERO SUAREZ, JOSE ANTONIO
		Ruiz Femenia, Jose Ruben
	2	Aracil Saez, Ignacio
		Ruiz Femenia, Jose Ruben
	3	Aracil Saez, Ignacio
		Ruiz Femenia, Jose Ruben

Enlaces relacionados

http://www.aspentech.com

http://www.chemstations.net

http://www.che.utexas.edu/cache

http://www.gams.com

http://www.ingquimica.com

Bibliografía

Analysis, synthesis, and design of chemical processes
Autor(es):	Turton, Richard
Edición:	Upper Saddle River (N.J.) : Prentice Hall, 2018.
ISBN:	978-0-13-417740-3
Recomendado por:	CABALLERO SUAREZ, JOSE ANTONIO (*1)
[ Acceso al catálogo de la biblioteca universitaria ] [ Acceso a las ediciones anteriores ] [ Enlace al recurso bibliográfico ]

Chemical process simulation and the Aspen HYSYS software
Autor(es):	HANYAK, Michael E.
Edición:	Lewisburg : Department of Chemical Engineering, Bucknell University, cop., 2012.
ISBN:	978-1-4637-3721-4
Recomendado por:	RUIZ FEMENIA, JOSE RUBEN (*1)
[ Acceso al catálogo de la biblioteca universitaria ]

Chemical process structures and information flows
Autor(es):	MAH, Richard S.H.
Edición:	Boston [Mass.] : Butterworths, 1990.
ISBN:	0-409-90175-X / 0-7506-9230-8
Recomendado por:	CABALLERO SUAREZ, JOSE ANTONIO (*1)

Investigación de operaciones
Autor(es):	TAHA, Hamdy A.
Edición:	México : Pearson Educación, 2004.
ISBN:	970-26-0498-2
Recomendado por:	CABALLERO SUAREZ, JOSE ANTONIO
[ Acceso al catálogo de la biblioteca universitaria ]

Investigación operativa
Autor(es):	Quintín Martín Martín
Edición:	Madrid [etc.] : Pearson Educación, [2003].
ISBN:	84-205-4105-2
Recomendado por:	CABALLERO SUAREZ, JOSE ANTONIO
[ Acceso al catálogo de la biblioteca universitaria ]

Linear and non linear programming
Autor(es):	NASH, Stephen G.; SOFER, Ariela
Edición:	New York : McGraw- Hill Companies, 1996.
ISBN:	0-07-046065-5
Recomendado por:	CABALLERO SUAREZ, JOSE ANTONIO (*1)

Nonlinear programming : theory and algorithms
Autor(es):	BAZARAA, Mokhtar S. ; SHERALI, Hanif D. ; SHETTY, C. M.
Edición:	Hoboken, NJ : Wiley-Interscience, 2006.
ISBN:	0-471-48600-0 (cart.)
Recomendado por:	CABALLERO SUAREZ, JOSE ANTONIO (*1)
[ Acceso al catálogo de la biblioteca universitaria ] [ Acceso a las ediciones anteriores ]

Optimization of chemical processes
Autor(es):	EDGARD, Thomas F.; HIMMELBLAU, David M.; LASDON, Leon S.
Edición:	Boston : McGraw-Hill, 2001.
ISBN:	0-07-039359-1 (cart.)
Recomendado por:	RUIZ FEMENIA, JOSE RUBEN (*1)
[ Acceso al catálogo de la biblioteca universitaria ] [ Acceso a las ediciones anteriores ]

Process analysis and simulation
Autor(es):	HIMMELBLAU, David Mautner; BISCHOFF, Kenneth B.
Edición:	Nueva York : John Willey , 1968.
ISBN:	No disponible
Recomendado por:	CABALLERO SUAREZ, JOSE ANTONIO (*1)

Process flowsheeting
Autor(es):	A.W. Westerberg, H.P. Hutchinson, R.L. Motard
Edición:	Cambridge [etc.] : Cambridge University Press, 1979.
ISBN:	0-521-22043-2
Recomendado por:	CABALLERO SUAREZ, JOSE ANTONIO (*1)

Tecnologías computacionales para sistemas de ecuaciones, optimización lineal y entera
Autor(es):	FUENTE O`CONNOR, José Luis
Edición:	Barcelona : Reverté, 1993.
ISBN:	84-291-2605-8
Recomendado por:	CABALLERO SUAREZ, JOSE ANTONIO (*1)
[ Acceso al catálogo de la biblioteca universitaria ]

(*1) Este profesor ha recomendado el recurso bibliográfico a todos los alumnos de la asignatura.

Convocatoria	Grupo (*)	fecha	Hora inicio	Hora fin	Aula(s) asignada(s)	Observ:
Fechas de exámenes oficiales (2016-17)
Pruebas extraordinarias de finalización de estudios	-1	24/11/2016				-
Periodo ordinario para asignaturas de primer semestre	-1	18/01/2017	09:00	13:00	A2/Z12	-
Pruebas extraordinarias para asignaturas de grado y máster	-1	29/06/2017	09:30	14:00	0016P2003	-

(*) 1: GRUPO 1 - CAS

Instrumentos y criterios de evaluación (2016-17)
Examen final
Evaluación: Se realizará al final de las clases teóricas un examen que constará de dos partes: I- Teoría Problemas: Supondrá entre un 60 y un 80% de la nota total. No se podrá utilizar ningún tipo de apuntes problemas etc. II- Ordenador: Supondrá entre un 20 y un 40% de la nota final. Consistirá en la resolución mediante ordenador de un problema relacionado con la asignatura. Aunque ambas partes se suman para obtener la nota final será necesario conseguir al menos un 35% en cada una de las partes individuales. Será necesario, a su vez, presentar el informe de prácticas en tiempo y forma para poder aprobar la asignatura. La calificación obtenida en el informe final de prácticas podrá subir o bajar la nota final definitiva, pudiendo suponer el suspenso en la asignatura. La no presentación del informe final de prácticas correspondiente al curso académico supone el suspenso automático de la asignatura. Notas: Errores conceptuales graves supondrán un cero en el problema (cuestión) donde aparezca, pudiendo incluso llegar a suponer el suspenso en la asignatura. (Esto incluye unidades, resultados imposibles, etc.) No se corregirán aquellos exámenes mal presentados, sucios o ilegibles. Para aprobar la asignatura es obligatoria la asistencia al laboratorio de prácticas que será exclusivamente en el horario fijado por la Facultad.


SIMULACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS QUÍMICOS	Año académico