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Notas del curso de introducción al diseño de reactores

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NOTAS DEL CURSO DE  

 

 

INTRODUCCIÓN 

AL DISEÑO DE 

REACTORES 

 

Dr.Ing. I. López 

Dr.Ing. L. Borzacconi 

 

 

2009 

 

Facultad de Ingeniería 

 

 

 


 

1.   INTRODUCCIÓN 

 

 

 

Una  de  las  tareas  del  ingeniero  cuando  está  frente  a  una  serie  de  operaciones  que 

transforman  ciertos  insumos  o  materias  primas  mediante  procesos  físicos  y  químicos 

consiste en el  dimensionamiento  de los  equipos correspondientes.  En los  casos  en que 

se dan transformaciones químicas (o bioquímicas) de la materia, el corazón del proceso 

se  da  en  el  reactor  químico.  Para  diseñar  un  reactor  debe  contestarse  una  serie  de 

preguntas  tales  como:  ¿qué  tipo  de  equipo  se  necesita  para  lograr  la  extensión  de  la 

reacción requerida? ¿qué condiciones de operación (temperaturas, presión, velocidades 

de flujo) se necesitan? La respuesta a estas cuestiones constituye el  diseño del proceso 

del  reactor.  El  análisis  de  costos  para  determinar  el  diseño  más  rentable  introduce 

nuevos  factores  tales  como  los  materiales  de  construcción,  la  prevención  de  la 

corrosión,  los  requerimientos  de  operación  y  mantenimiento,  etc.  Para  optimizar  los 

costos  deberá  tenerse  en  cuenta  además    la  instrumentación  y  mecanismos  de  control. 

Más  factores  pueden  seguir  introduciéndose  antes  de  llegar  a  la  decisión  final.  No 

obstante en este curso nos restringiremos exclusivamente al diseño del proceso. 

 

La combinación de los procesos físicos y químicos a los efectos del diseño del reactor 

se  hace  recurriendo  a  las  ecuaciones  de  las  leyes  de  conservación  de  la  materia  y  la 

energía  para  cada  tipo  de  reactor.  Para  el  diseño  del  proceso  debe  disponerse  de 

información  proveniente  de  diferentes  campos:  termodinámica,  cinética  química, 

mecánica de fluidos, transmisión de calor y transporte de materia.  

 

Cuando  una  sustancia  se  transforma  en  otra  por  reordenación  o  redistribución  de  los 

átomos  para  formar  nuevas  moléculas  decimos  que  se  ha  efectuado  una  reacción 

química. 

 

La  termodinámica  química  suministra  dos  fuentes  importantes  de  información 

necesarias  para  el  diseño:  el  calor  desprendido  o  absorbido  durante  una  reacción  y  la 

extensión  máxima  posible  de  la  misma.  Las  reacciones  químicas  van  siempre 

acompañadas de liberación o absorción de calor, que se mide por el cambio de entalpía 

(

H). Por ejemplo, para la reacción 

 

 

 

 

aA 



 rR + sS 

 

el calor de reacción (

H) a la temperatura T es el calor transferido desde los alrededores 

al sistema reaccionante cuando a moles de A desaparecen para formar r moles de R y s 

moles de S, suponiendo el sistema a la misma temperatura y presión antes y después de 

la  reacción.  Si     

H  >  0  ,  la  reacción  es  endotérmica,  absorbe  calor;  si   

H  <  0  ,  la 

reacción  es  exotérmica,  desprende  calor.  En  general  los  efectos  de  la  generación  o 

absorción de calor no serán tenidos en cuenta en este curso, trabajándose en condiciones 

isotérmicas. 

 


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