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Guía Docente
14412005-Control e instrumentación de procesos químicos
Curso Académico 2025-26
FICHA IDENTIFICATIVA
Datos de la asignatura:
Código:
14412005
Nombre:
Control e instrumentación de procesos químicos
Centro:
ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (LINARES)
Titulación:
Grado en Ingeniería química industrial
Curso:
4
Cuatrimestre:
SEGUNDO CUATRIMESTRE
Tipo:
Obligatoria
Idioma de impartición:
Español
Nivel PATIE:
-
Plataforma de teleformación:
Modalidad de impartición:
Presencial
Información adicional (PROF)
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0359-3265




PROFESORADO

COORDINACIÓN
Nombre:
MATEO QUERO, MARÍA DE LA SOLEDAD
Departamento:
U122 - INGENIERÍA QUIM.,AMBIENTAL Y DE LOS MAT.
Área:
555 - INGENIERÍA QUÍMICA
Categoría:
TITULAR DE UNIVERSIDAD
Despacho:
D - 018
Correo-e:
smateo@ujaen.es
Teléfono:
648642
URL web:
-

EQUIPO DOCENTE




RESUMEN
Conocimientos previos y recomendaciones
Se recomienda que el estudiante posea conocimientos previos relacionados con el ámbito de las matemáticas y la ingeniería química. En concreto, se recomienda cursar esta asignatura una vez superadas materias como Matemáticas I y II, Introducción a la Ingeniería Química, Operaciones de separación en Ingeniería Química e Ingeniería de la reacción química. El alumnado que presente necesidades específicas de apoyo educativo, lo ha de notificar personalmente al Servicio de Atención y Ayudas al Estudiante para proceder a realizar, en su caso, la adaptación curricular correspondiente.
Breve resumen de la asignatura (según memoria RUCT)
GENERALIDADES. TRANSMISORES. ELEMENTOS FINALES DE CONTROL (I). ELEMENTOS FINALES DE CONTROL (II). ELEMENTOS FINALES DE CONTROL (III). DIMENSIONADO DE LAS VÁLVULAS DE CONTROL. REGULACIÓN AUTOMÁTICA. MODOS DE REGULACIÓN (I). MODOS DE REGULACIÓN (II). MODOS DE REGULACIÓN (III). APLICACIONES INDUSTRIALES.
Prerrequisitos
No se precisan




COMPETENCIAS / RESULTADOS DEL PROCESO DE FORMACIÓN Y APRENDIZAJE
Código Denominación de la competencia / resultado de aprendizaje
CB2 Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
CB3 Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
CB4 Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
CB5 Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.
CEQ4 Capacidad para diseñar, gestionar y operar procedimientos de simulación, control e instrumentación de procesos químicos.
Resul-13 Conocer los modos de regulación automática en aplicaciones químicas industriales
Resul-14 Dimensionar elementos finales de control (válvulas de control)




DESCRIPCIÓN DE CONTENIDOS
Teoría

PARTE A: CONTROL DE PROCESOS QUÍMICOS
TEMA 1.- GENERALIDADES
Introducción. Conceptos y definiciones básicas: proceso de medida, componentes de un sistema de control, clasificación de los instrumentos de medida, la transmisión de la medida (codificación de la información). Diagramas de tuberías e instrumentación. Bibliografía. Ejercicios.
TEMA 2.- TRANSMISORES
Introducción a los transmisores. Tipos de transmisores: transmisores neumáticos, transmisores electrónicos, transmisores digitales. Comparativa de transmisores. Bibliografía.
TEMA 3.- INTRODUCCIÓN A LOS CONTROLADORES
Definiciones básicas. Lazo de control. Tipos de control. Selección de un controlador PID. Reglas de sintonización de un controlador PID. Bibliografía. Ejercicios.

TEMA 4.- MODELADO DEL COMPORTAMIENTO DINÁMICO DE UN PROCESO QUÍMICO
Introducción. Consideraciones generales relacionadas con procesos matemáticos. Ejemplos de modelos dinámicos de procesos químicos. Bibliografía.

TEMA 5.- ANÁLISIS DINÁMICO DE PROCESOS EN EL DOMINIO TIEMPO
Introducción. Linealización de modelos dinámicos de procesos químicos. Sistemas de primer orden. Sistemas de segundo orden. Sistemas de orden superior. Bibliografía. Ejercicios.
TEMA 6.- ANÁLISIS DINÁMICO EN EL DOMINIO DE LAPLACE. FUNCIONES DE TRANSFERENCIA
Introducción. Transformada de Laplace. Resolución de ecuaciones diferenciales lineales. Funciones de transferencia y modelos de entrada y salida. Funciones de transferencia de sistemas de parámetros distribuidos. Análisis cualitativo del comportamiento dinámico de un sistema y concepto de estabilidad. Diagramas de bloques. Reducción de modelos de funciones de transferencia. Bibliografía. Ejercicios.
TEMA 7.- ANÁLISIS DINÁMICO EN EL DOMINIO DE FRECUENCIA
Introducción. Generalidades sobre la respuesta en frecuencia. Respuesta en frecuencia de sistemas basados en varias funciones. Bibliografía.
TEMA 8.- MODELOS EMPÍRICOS PARA CONTROL DE PROCESOS
Introducción. Metodología general. Método de la curva de reacción. Bibliografía.
TEMA 9.- SINTONIZACIÓN DE CONTROLADORES PID
Introducción. Criterios de calidad de respuesta. Selección del tipo de controlador y su sintonización. Métodos empíricos de sintonización de controladores. Bibliografía.

TEMA 10.- ELEMENTOS FINALES DE CONTROL. VÁLVULAS DE CONTROL
Introducción a los elementos finales de control. Partes de una válvula. Tipos de válvulas de control. Característica inherente de una válvula. Dimensionamiento de una válvula. Criterios de dimensionamiento. Cavitación. Ruido en válvulas. Controlador en válvulas. Bibliografía.

PARTE B.- INSTRUMENTACIÓN DE PROCESOS QUÍMICOS
TEMA 11.- SENSORES DE TEMPERATURA
Introducción.  Factores involucrados en la medición de la temperatura. Tipos de sensores
de temperatura. Comparativa de los sensores de temperatura. Bibliografía.
TEMA 12.- SENSORES DE NIVEL
Introducción. Conceptos generales. Clasificación de los sensores de nivel. Comparativa de los sensores de nivel. Bibliografía.
TEMA 13.- SENSORES DE CAUDAL
Medida de caudal. Clasificación de los sensores de caudal. Elección de un sensor de caudal. Bibliografía.
TEMA 14.- SENSORES DE PRESIÓN
Concepto de presión y unidades. Tipos de sensores de presión. Accesorios de los manómetros. Criterios de elección de un medidor de presión. Bibliografía.

Con los contenidos de esta asignatura se pretende contribuir al Objetivo de Desarrollo Sostenible (ODS): 4.

Práctica

EJERCICIOS PRÁCTICOS RELACIONADOS CON LOS TEMAS DE LA ASIGNATURA

SEMINARIO I : Introducción a los sensores. Aplicaciones.
SEMINARIO II: Exposición de trabajos sobre Instrumentación.

PRÁCTICAS DE LABORATORIO
* Práctica 1: Determinación experimental de los parámetros de un controlador PID
* Práctica 2: LLenado del depósito B101 del equipo de control
* Práctica 3: Control automático de caudal
* Práctica 4: Control automático de presión
* Práctica 5: Control automático de nivel





METODOLOGÍAS DOCENTES Y ACTIVIDADES FORMATIVAS
Información adicional
Las clases expositivas en gran grupo (M1 y M3) se dedicarán a explicar los contenidos de carácter fundamentalmente teórico relacionados con el Control Industrial Moderno. Las horas dedicadas a las clases prácticas, estarán divididas en prácticas de laboratorio (M9), debates (M8), seminarios (M7), así como al desarrollo de actividades prácticas y de resolución de ejercicios (M6 y M11); alguna de las actividades prácticas podrían estar basadas en el análisis de procesos con herramienta/s de naturaleza informática. Finalmente se dedicarán unas horas a la presentación y defensa de un trabajo teórico-práctico desarrollado con anterioridad por el estudiante y relacionado con los temas integrados en el Bloque de "Instrumentación en procesos Industriales". Las metodologías empleadas, así como las actividades propuestas, permitirán la adquisición de las competencias CB2, CB4, CB3, CB5 y CEQ4, mediante los resultados de aprendizaje Resul-13 y Resul-14 .
Metodologías docentes
  • Clases expositivas en gran grupo
  • Resolución de ejercicios/casos prácticos
  • Debates-Exposiciones
  • Prácticas de laboratorio
Actividades formativas
ACTIVIDADES HORAS PRESEN­CIALES HORAS TRABAJO AUTÓ­NOMO TOTAL HORAS CRÉDITOS ECTS COMPETENCIAS (códigos)
A1 - Clases expositivas en gran grupo

- M1 - Clases expositivas en gran grupo: Clases magistrales

- M3 - Clases expositivas en gran grupo: Actividades introductorias

30.0 45.0 75.0 3.0

CB2

CB3

CB4

CB5

CEQ4

A2 - Clases en grupos de prácticas

- M11 - Clases en grupos de prácticas: Resolución de ejercicios

- M6 - Clases en grupos de prácticas: Actividades prácticas

- M7 - Clases en grupos de prácticas: Seminarios

- M8 - Clases en grupos de prácticas: Debates

- M9 - Clases en grupos de prácticas: Laboratorios

30.0 45.0 75.0 3.0

CB2

CB3

CB4

CEQ4

TOTALES: 60.0 90.0 150.0 6.0  




SISTEMAS DE EVALUACIÓN
Sistemas de evaluación (específico)

Para aprobar la asignatura, tanto en la convocatoria ordinaria como extraordinaria, los estudiantes deben superar un examen de tipo teórico-práctico presencial final que supondrá un 50% del peso total de la evaluación. La evaluación de la parte práctica de la asignatura se realizará mediante la entrega de un informe (calificado como apto o no apto) en relación al trabajo realizado en el laboratorio docente del Departamento, así como la realización de un trabajo grupal (o individual, si se considera más conveniente) relacionado con el temario de la asignatura; el estudiante tendrá que defender este trabajo ante el profesor y su peso en la evaluación final será de un 20%. La realización de las actividades propuestas durante el cuatrimestre supondrá un 20% de la nota final de la asignatura. Finalmente se controlará la asistencia, valorando la participación y actitud activa en clase, lo que supondrá un 10% de la nota final. Para superar la asignatura, el alumno deberá obtener una calificación global final igual o superior a 5.0 puntos.

Esto permitirá evaluar los resultados de aprendizaje: Resul-13 y Resul-14.

La consecución, por parte del alumnado, de los resultados de aprendizaje anteriormente mencionados, contribuye a la adquisición de las competencias: CB2, CB3, CB4, CB5 y CEQ4.

Nota 1: Para superar la asignatura, con carácter general, la puntuación obtenida en el examen teórico ha de ser como mínimo de un 4,5. En caso de no superarse este valor, la puntuación obtenida en la evaluación correspondiente a las actividades prácticas de la asignatura no contabilizará en la calificación final de la misma, con lo que la calificación final de la asignatura coincidirá, en este caso, con la nota obtenida en el examen teórico.

Nota 2: El anterior sistema de evaluación se aplicaría a aquellos alumnos/as que puedan asistir regularmente a clase (sistema de evaluación continua). Sin embargo, existen casos puntuales de estudiantes que no pueden seguir el sistema antes mencionado. En ese caso, previa justificación de la imposibilidad de adaptarse al sistema de evaluación continua, el alumno se evaluaría exclusivamente mediante el examen escrito, realizado dentro del calendario previsto para las pruebas finales, y superaría la materia al obtener una calificación mínima igual a 5.0 puntos.

Este sistema de evaluación será de aplicación tanto para la convocatoria ordinaria como para la convocatoria extraordinaria .

En cualquier caso, el sistema de evaluación estará sujeto a lo dispuesto en el Reglamento de Régimen Académico y de Evaluación del Alumnado de la Universidad de Jaén.

Sistemas de evaluación (general)
ASPECTO CRITERIOS INSTRUMENTO INTERVALO
Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales Participación activa en clase . Participación en los debates . Participación en el trabajo grupal. Observación y notas del profesor 10-10%
Conceptos teóricos de la materia Dominio de los conocimientos teóricos y operativos de la materia. Examen teorico 20-60%
Realización de trabajos, casos o ejercicios Entrega de los casos-problemas bien resueltos . Entrega cuaderno prácticas resueltos . Entrega y defensa de un problema práctico En cada trabajo se analizará: . Estructura del trabajo . Calidad de la documentación . Originalidad . Ortografía y presentación. 2 trabajos (1 individual; 1 en grupo) 30-70%




BIBLIOGRAFÍA
Bibliografía
  1. Instrumentación Y Control De Plantas Químicas. Edición: Síntesis, Madrid, 2012. Autor: Ollero de Castro, Pedro.


  2. Regulación Y Control Del Proceso Químico. Edición: Síntesis, Madrid, 2015. Autor: García Taravilla, Víctor Manuel.


  3. Process Dynamics And Control. Edición: John Wiley & Sons, 2004. Autor: Seborg, D.E., Edgar, T.F., Mellichamp, D.A.


  4. Válvulas De Control. Edición: Díaz de Santos, 2014. Autor: A. Campo López.(C. Biblioteca)


  5. Introducción A Los Sistemas De Control: Conceptos, Aplicaciones Y Simulación Con Matlab. Edición: Pearson Education. Autor: Ricardo Hernández Gaviño/Ricardo Hurtado Rangel, Ricardo Yáñez Mendoza.
Bibliografía complementaria
  1. Control Automático De Procesos: Teoría Y Práctica. Edición: 2ª Edición. Limusa Wiley. Autor: Carlos A. Smith; Armando B. Corripio, 2015.(C. Biblioteca)


  2. Control Automático De Procesos Industriales : Con Prácticas De Simulación Y Análisis Por Ordenador. Edición: Díaz de Santos D.L. 2014. Autor: Roca, Alfredo.


  3. Process Control Instrumentation Technology. Edición: New Jersey: Prentice Hall, 2000. Autor: Johnson, Curtis.


  4. Process Control: Modeling, Design And Simulation. Edición: Prentice Hall, 2003. Autor: B. Wayne Bequette.


  5. Introducción Rápida A Matlab Y Simulink Para Ciencia Ingeniería. Edición: Díaz de Santos. Autor: Manuel Gil Rodríguez, 2013.(C. Biblioteca)


  6. Matlab: Una Introducción Con Ejemplos Prácticos. Edición: Reverté, 2006. Autor: José Antonio Macías Iglesias.


  7. System Simulation Techniques With Matlab And Simulink. Edición: John Wiley & Sons, 2013. Autor: Xue, Dingy'u; Chen, YangQuan.(C. Biblioteca)




OBJETIVOS DE DESARROLLO SOSTENIBLE
Objetivo 4: Educación de calidad.
Información adicional




CLÁUSULAS
Cláusula de protección de datos para grabación de clases

Responsable del tratamiento: Universidad de Jaén, Paraje Las Lagunillas, s/n; Tel.953 212121; www.ujaen.es

Delegado de Protección de Datos (DPO): TELEFÓNICA, S.A.U. ; Email: dpo@ujaen.es

Finalidad del tratamiento: Gestionar la adecuada grabación de las sesiones docentes con el objetivo de hacer posible la enseñanza en un escenario de docencia multimodal y/o no presencial.

Plazo de conservación: Las imágenes serán conservadas durante los plazos legalmente previstos en la normativa vigente.

Legitimación: Los datos son tratados en base al cumplimiento de obligaciones legales (Ley Orgánica 6/2001, de 21 de diciembre, de Universidades) y el consentimiento otorgado mediante la marcación de la casilla habilitada a tal efecto.

Destinatarios de los datos (cesiones o transferencias): Toda aquella persona que vaya a acceder a las diferentes modalidades de enseñanza.

Derechos: Ud. podrá ejercitar los derechos de Acceso, Rectificación, Cancelación, Portabilidad, Limitación del tratamiento, Supresión o, en su caso, Oposición. Para ejercitar los derechos deberá presentar un escrito en la dirección arriba señalada dirigido al Servicio de Información, Registro y Administración Electrónica de la Universidad de Jaén, o bien, mediante correo electrónico a la dirección de correo electrónico. Deberá especificar cuál de estos derechos solicita sea satisfecho y, a su vez, deberá acompañarse de la fotocopia del DNI o documento identificativo equivalente. En caso de que actuara mediante representante, legal o voluntario, deberá aportar también documento que acredite la representación y documento identificativo del mismo. Asimismo, en caso de considerar vulnerado su derecho a la protección de datos personales, podrá interponer una reclamación ante el Consejo de Transparencia y Protección de Datos de Andalucía www.ctpdandalucia.es

Cláusula de protección de datos para evaluación on-line

Responsable del tratamiento: Universidad de Jaén, Campus Las Lagunillas, s/n, 23071 Jaén

Delegado de Protección de Datos:dpo@ujaen.es

Finalidad: Conforme a la Ley de Universidades y demás legislación estatal y autonómica vigente, realizar los exámenes correspondientes a las asignaturas en las que el alumno o alumna se encuentre matriculado. Con el fin de evitar fraudes en la realización del mismo, el examen se realizará en la modalidad de video llamada, pudiendo el personal de la Universidad de Jaén contrastar la imagen de la persona que está realizando la prueba de evaluación con los archivos fotográficos del alumno en el momento de la matrícula. Igualmente, con la finalidad de dotar a la prueba de evaluación de contenido probatorio de cara a revisiones o impugnaciones de la misma, de acuerdo con la normativa vigente, la prueba de evaluación será grabada.

Legitimación: cumplimiento de obligaciones legales (Ley de Universidades) y demás normativa estatal y autonómica vigente.

Destinatarios: prestadores de servicios titulares de las plataformas en las que se realicen las pruebas con los que la Universidad de Jaén tiene suscritos los correspondientes contratos de acceso a datos.

Plazos de conservación: los establecidos en la normativa aplicable. En el supuesto en concreto de las grabaciones de los exámenes, mientras no estén cerradas las actas definitivas y la prueba de evaluación pueda ser revisada o impugnada.

Derechos: puede ejercitar sus derechos de acceso, rectificación, cancelación, oposición, supresión, limitación y portabilidad remitiendo un escrito a la dirección postal o electrónica indicada anteriormente. En el supuesto que considere que sus derechos han sido vulnerados, puede presentar una reclamación ante el Consejo de Transparencia y Protección de Datos de Andalucía www.ctpdandalucia.es