Magíster en Ciencias de la Ingeniería con Mención en Ingeniería Química

Fenómenos de transporte

Presentación unificada, en forma diferencial e integral, de los fenómenos de transferencia de cantidad de movimiento (momentum), de energía y de materia involucrados en la ingeniería química y sus procesos industriales. En esta asignatura se plantean las ecuaciones de conservación de estas cantidades a nivel microscópico del medio continuo y posteriormente son resueltas mediante técnicas analíticas o numéricas.

Análisis numérico en ingeniería química

La asignatura presenta formalmente una selección de técnicas numéricas clásicas y modernas que han demostrado ser útiles en la solución de diversos problemas complejos que aparecen en el campo de la Ingeniería Química y sus procesos industriales. La orientación de la asignatura es hacia la resolución y el análisis de los problemas utilizando el programa MATLAB.

Análisis de reactores químicos

Asignatura dedicada al estudio de las reacciones heterogéneas catalíticas y no-catalíticas, de masiva aplicación en la industria de procesos, abarcando tanto la cinética de estas reacciones como también el análisis de los reactores más adecuados para llevarlas a cabo. En relación con la cinética, se cubren aspectos relacionados con los mecanismos de reacción, caracterización de catalizadores y resistencias a la transferencia de calor y materia. Se estudian modelos simples de reactores, de tal modo de obtener una idea clara de su relación con la cinética y las resistencias mencionadas. La asignatura se basa en la literatura clásica para estos tópicos y habilita al estudiante para abordar casos más complejos y comprender la literatura actual sobre el tema

Termodinámica avanzada

Introducción de teorías y métodos utilizados en el cálculo de propiedades termofísicas con aplicación a los balances de conservación (momentum, energía, materia), y de entropía y al cómputo del equilibrio físico-químico entre fases; todos ellos, contenidos relevantes de la ingeniería química y sus procesos industriales. La asignatura tiene un enfoque molecular, y presenta elementos relevantes de la mecánica microscópica para el desarrollo de modelos analíticos y simulación molecular.

Tratamiento estadístico de datos y diseño de experimentos

Entregar a los alumnos fundamentos de estadística que les permitan conocer, seleccionar, aplicar e interpretar diferentes pruebas estadísticas a un conjunto de datos científicos, así como el diseño experimental de éstos, empleando un sistema computacional moderno que les ayude al planteamiento e interpretación de los resultados.

Biorefinerias

Asignatura electiva que trata conceptos teóricos y prácticos relacionados con los procesos que integran las biorrefinerías. Entrega al alumno información básica y fundamental de los procesos termoquímicos, químicos y bioquímicos que se pueden desarrollar en una biorefinería, ya sea integrada o independiente. Es una asignatura donde se integran y aplican conocimientos de ciencias básicas y de ingeniería considerando conceptos de química, procesos químicos (reacciones), eficiencia energética, manejo sustentable y producción limpia con especial enfoque en la utilización de materiales lignocelulósicos como materia prima, ya sean desechos forestales o plantaciones endroenergéticas de Chile.

Reacciones catalíticas en superficies

Asignatura orientada a profundizar en los principios teóricos y procedimientos experimentales aplicados en las reacciones heterogéneas catalizadas. El curso entrega herramientas para diseñar e interpretar estudios cinéticos que involucran reacciones de catálisis heterogénea. Se desarrolla y sistematiza una metodología para deducir mecanismos de reacción, modelos cinéticos y selectividad. Se analizan y discuten mediciones experimentales de velocidad de reacción sobre la base de las propiedades físico-químicas de las superficies involucradas, los modelos teóricos disponibles y los métodos de cálculo modernos orientados a predecir datos cinéticos y termodinámicos de reacciones relevantes catalizadas por superficies activas.

Síntesis y aplicaciones de nanomateriales funcionales

La asignatura aborda los fundamentos de síntesis y aplicación de los nanomateriales basados en carbono, porosos, metálicos y nanocompositos. Se espera que el estudiante adquiera inicialmente una visión global de las técnicas de síntesis y procesado de los materiales avanzados en forma de nanoestructura. Luego comprenda las estrategias “top-down” y “bottom-up” en el crecimiento de materiales nanoestructurados para posteriormente ser capaz de elegir una metodología de síntesis adecuada para la obtención de un determinado tipo de material/nanoestructura de un determinado elemento/compuesto. Finalmente, se mostrarán diferentes aplicaciones de los nanomateriales funcionales, como por ejemplo aplicaciones médicas, energéticas, ambientales, en catálisis entre otras. Como una forma alternativa de estudio de nanomateriales, se hará una introducción al modelado mediante técnicas computacionales de las estructuras a nivel molecular. Se discutirá la obtención de propiedades mecánicas, energéticas, eléctricas y catalíticas de los materiales a partir de simulación y su comparación con la experimentación. Se espera que el estudiante pueda relacionar el comportamiento y propiedades macroscópicas con las estructuras, geometría, topología y mecanismos microscópicos subyacentes en la síntesis de nanomateriales.

Ingeniería electroquímica aplicada

Esta asignatura está orientada a proporcionar los fundamentos de la ingeniería electroquímica con la finalidad de describir las diferentes operaciones de transformación de la materia (física y/o química) involucradas en la Ingeniería Química tradicional. La aplicación de estos fundamentos permitirá estudiar la termodinámica de celdas electroquímica, cinética de reacciones químicas, transferencia de masa en medios iónicos y la implementación de la electroquímica en la industria moderna. La relevancia de esta asignatura, en el contexto de la Ingeniería Química, se debe, fundamentalmente, a tres aspectos de actual importancia: 1. La necesidad de describir, fenomenológicamente, los procesos industriales de la purificación de cobre, aplicación del litio e hidrógeno verde. 2. Diseñar nuevas rutas de procesos productivos mediante la aplicación de la electroquímica. 3. Extender el conocimiento obtenido en los cursos fundamentales a situaciones donde exista la presencia del campo eléctrico. Debido al programa de esta asignatura, se requiere que los estudiantes tengan conocimientos en termodinámica, reactores químicos, transferencia de materia y fenómenos de transporte.

Diseño y simulación de procesos químicos

Esta asignatura introduce al alumno en el manejo y estudio computarizado de las operaciones de transferencia de materia, calor y cantidad de movimiento, para seguidamente profundizar en la optimización de procesos químicos, tanto en estado estacionario como dinámico. Este enfoque busca proporcionar una herramienta de trabajo que permita validar nuevos procesos para ser utilizados como herramientas predictivas de sistemas y procesos, y explorar condiciones extremas o en mezclas tóxicas, donde la experimentación directa se encuentra restringida.

Tecnología de procesamiento y reciclaje de polímeros

Asignatura electiva que trata los fundamentos fisicoquímicos de la estructura y procesamiento de materiales poliméricos. Entrega al estudiante una base teórica de relaciones entre estructura y propiedades macroscópicas de materiales poliméricos y sus implicancias en el procesamiento, aplicación y reciclaje de estos. Además, el curso incluye un módulo de trabajo de investigación donde los estudiantes identifican nichos de reciclaje y estudian procesos productivos conducentes a revalorización de residuos poliméricos, bajo el concepto de economía circular aplicada a materiales.

Sistemas de producción sustentable

Asignatura de especialización que entrega al estudiante conocimientos en las áreas de producción sustentable, economía circular, química verde y evaluación de ciclo de vida de productos y procesos, aportando principios fundamentales y prácticas

Métodos de optimización en ingeniería química

La asignatura presenta formalmente herramientas complementarias de decisión basadas en fundamentos matemáticos, para la formulación y resolución de problemas de optimización relacionados con procesos de Ingeniería Química.

Corrosión y protección de metales en la industria de procesos

Asignatura electiva, que aborda los aspectos fundamentales e importancia del fenómeno de la corrosión química y electroquímica que sufren los metales en la industria de procesos. Analiza la termodinámica y cinética de los sistemas de corrosión, los diferentes tipos en las que se manifiesta, así como los factores internos y externos que influyen en el fenómeno. Profundiza en los diferentes métodos de protección contra la corrosión de los metales en diferentes medios en la industria de procesos.

Fundamentos en la caracterización de materiales

Curso teórico-práctico que brinda al estudiante los fundamentos científicos y tecnológicos para seleccionar técnicas apropiadas de caracterización tales como mecánicas, reológicas, térmicas, morfológicas y estructurales e interpretar correctamente sus resultados como competencias fundamentales para el futuro investigador en Ciencias de la Ingeniería. En este curso los alumnos tendrán oportunidad de conocer las técnicas esenciales de caracterización, comprender los principios físicos en los que se basan y experimentar los aspectos prácticos de su uso en el caso de aquellas técnicas disponibles en los laboratorios del departamento de ingeniería química y otras reparticiones de la Universidad. Además, se procesarán y analizarán los datos obtenidos como insumo en las experiencias prácticas.

Simulación molecular de fluidos

Esta asignatura está orientada a proporcionar los fundamentos básicos de la simulación molecular de los fluidos mediante las técnicas de Dinámica Molecular (MD) y Monte Carlo (MC). Este enfoque busca proporcionar una herramienta de trabajo que permita validar teorías físicas de fluidos de modo de ser utilizadas como herramientas predictivas de sistemas y explorar condiciones extremas o mezclas tóxicas donde la experimentación directa está restringida.

Procesos termoquimicos sustentables

Esta asignatura introduce al alumno en los principios analíticos, de diseño de procesos y evaluación de impactos ambientales aplicados a la transformación termoquímica de residuos con un enfoque sustentable. Se entregarán conocimientos de termoquímica analítica para comprender, a nivel fundamental, los fenómenos físico-químicos que controlan los procesos de pirólisis, gasificación y carbonización de diferentes materiales (biomasa, residuos sólidos urbanos, y otros polímeros). Además, se aplicarán técnicas de diseño y simulación de procesos a diferentes esquemas de transformación termoquímica para la generación de energía, combustibles y materiales funcionales, a partir de residuos. Finalmente, el estudiante comprenderá a nivel básico herramientas para evaluar la sustentabilidad de procesos termoquímicos. Los contenidos teóricos abordados en el curso, se complementarán con experiencias prácticas, a través del análisis de casos de estudio y la visita a centros de investigación con capacidades tecnológicas asociadas a las temáticas abordadas en el curso.