Universidad Autónoma de Tlaxcala

Presentación del tema: "Universidad Autónoma de Tlaxcala"— Transcripción de la presentación:

1 Universidad Autónoma de Tlaxcala
Facultad de Ciencias Básicas, Ingeniería y Tecnología LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA Dr. Arturo Elías Domínguez Ingeniería Química I Congreso Nacional de Ciencias Básicas Instituto Tecnológico de Apizaco Octubre 2006                      

2 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Física Química Matemáticas Ciencia que estudia la materia y la energía, y las leyes que tienden a modificar su estado y su movimiento. Ciencia que estudia la transformación de los materiales en otros totalmente distintos. Ciencia que estudia los números y las figuras geométricas y las relaciones que existen entre ellos. “razonamiento lógico deductivo”

3 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Física Química Matemáticas Tiempo, longitud, Propiedades físicas, Vectores, velocidad, aceleración, fuerza, leyes del movimiento, etc. Compuestos, Estructura molecular, nomenclatura, reacciones químicas, etc. Aritmética, Algebra, geometría, trigonometría, calculo diferencial e integral, ec. diferenciales, métodos numéricos, etc.

4 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
La vida cotidiana Física Química Matemáticas

5 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Todos Investigan: Físicos Químicos Matemático Ingenieros (Industriales, Químicos, Biotecnólogos, en computación, Electrónicos, etc.) Médicos Ciencias Básicas Abogados, Contadores, etc.

6 Las Ciencias Básicas La Investigación
LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA Las Ciencias Básicas La Investigación Representación de una planta Química

7 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Diseño y Operación óptimos de los procesos industriales. Es importante conocer el comportamiento de las sustancias (mezclas) que intervienen Propiedades físicas y termodinámicas Equilibrio de fases Comportamiento volumétrico Solubilidades Propiedades térmicas (Capacidades caloríficas) Propiedades de transporte

8 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Disponibilidad de la información del comportamiento de las sustancias: Experimentación Métodos de predicción Modelos matemáticos Modelos moleculares Termodinámica

9 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Experimentación Simulación Molecular El equilibrio de fases

10 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Simulación molecular Solución numérica a los modelos moleculares. Experimentación por computadora. Exhibe la organización y el modo de movimiento de las partículas, a nivel molecular. Durante una simulación se monitorea como se manifiesta un fenómeno macroscópico. Otra herramienta de predicción.

11 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Desplazamiento de partículas Números Aleatorios Distribución de Probabilidad Movimientos Monte Carlo en el ensamble de Gibbs (NVT).

12 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Modelos moleculares Rígida lineal Esférica sc so lc-o O C qc qo s Kr

13 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Modelos moleculares Rígida no lineal Flexible

14 Modelo molecular del agua

15 Modelo molecular del n-undecano

16 Interacción molecular
LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA Las Ciencias Básicas La Investigación Interacción molecular Para definir a una molécula, ej. Ar, en el espacio, es suficiente dar las coordenadas de un punto: s Ar Molécula 1 Sitio de interacción Molécula 2 ... Molécula N Centro de masa = Sitio de interacción

17 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Tipos de interacciones o fuerzas intermoleculares Atracción Repulsión s s Distancia entre dos puntos Estructura de la molécula

18 Resultados Las Ciencias Básicas La Investigación
LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA Las Ciencias Básicas La Investigación Resultados Propuesta para el equilibrio de tres fases Esquema para el método de ensamble de Gibbs para tres fases.

19 Movimientos Monte Carlo en el ensamble de Gibbs para tres fases.
LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA Cambio global (ensamble NVT) Cambio interno (ensamble NVT) Movimientos Monte Carlo en el ensamble de Gibbs para tres fases.

20 Resultados Las Ciencias Básicas La Investigación
LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA Las Ciencias Básicas La Investigación Resultados Configuraciones moleculares de las fases en coexistencia Agua + n-Hexano

21 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Trabajos Nuevos modelos moleculares Equilibrio multifásico Puntos críticos, tricríticos Propiedades Termodinámicas Reología de fluidos complejos

22 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Las Industrias: Químicas Farmacéuticas Petroquímicas Alimenticias Etc. Tecnología

23 Las Ciencias Básicas La Tecnología
LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA Las Ciencias Básicas La Tecnología Puesta en marcha de una planta procesadora de Papa Implementación del proceso Implementación del equipo

24 Las Ciencias Básicas La Tecnología Proceso continuo del freído de Papa
LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA Las Ciencias Básicas La Tecnología Proceso continuo del freído de Papa Pelador Lavador Dosificador Rebanador Freidor Materia prima Producto terminado Empaquetado Saborizador

25 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Lavador - Dosificador Especificar: *Diámetro tornillo *Diámetro flecha *Separación entre vuelta y vuelta *Cantidad de papa a contener m(Kg) 600 Kg/hr Papa cruda h f

26 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Volumen Contenedor Volumen contenedor: Se determina: Densidad Papa

27 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Carcasa r r L Lamina de acero inoxidable

28 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Carcasa f contenedor Lamina de acero inoxidable

29 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Tornillo sin fin Círculos a la mitad Velocidad Tornillo Inversor de frecuencia

30 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Especificar: Freidor *Producción Kg/hr de papa cruda (P) *Ancho del freidor (H) 200 Kg/hr Papa frita

31 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Mas información: Longitud freidora Tiempo de freído, tf Área de freído/Kg papa frita Af % humedad de la papa H=1.8 m L=6 m

32 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Velocidad promedio Velocidad angular = ? Movimiento Circular

33 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
Velocidad angular Tiempo de freído % humedad de la papa Inversor de frecuencia

34 LAS CIENCIAS BÁSICAS EN LA INVESTIGACIÓN Y LA TECNOLOGÍA
¡Son básicas las Ciencias Básicas!