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ASPECTOS GENERALES DE LA QUIMICA INDUSTRIAL
Aspectos Generales De La Química Industrial
David Steven Barrera Parra
Verónica García Villada
Manuela Giraldo Palacio
Enyi Yuviel González Valencia
Wendy Johana Valenzuela Palacios
Ingrid Tatiana Villada Quiroz
Marzo 2017
Corporación Universitaria U De Colombia
Ingeniería Comercial
Química Industrial
ASPECTOS GENERALES DE LA QUIMICA INDUSTRIAL
TABLA DE CONTENIDO
CAPITULO I
Aspectos generales de la química industrial
1. Introducción
1.1. La industria química y la química industrial
1.2. El desarrollo de la industria química
1.3. La industria química (europea – latinoamericana)
1.4. La química industrial
1.5. Materias primas que utiliza la industria química
1.6. Materias primas no renovables
1.7. Materias primas renovables
1.7.1 Organigrama
1.8. La contaminación del medio
1.8.1 Impacto ambiental causado por la industria química
1.9. La producción en proceso cerrado
1.10. La quimifobia
Bibliografía
ASPECTOS GENERALES DE LA QUIMICA INDUSTRIAL
1. INTRODUCCION
En los países industrializados, la división del trabajo ha llegado a tal grado, que cada quien
realiza una tarea altamente especializada y confía en otros para que le proporcionen los
bienes y servicios que necesita; a cambio de ello, una persona contribuye con su producción
para satisfacer las necesidades de otros. La interdependencia de las actividades de una
sociedad puede observarse mejor si la economía se divide en industrias específicas como
por ejemplo: la industria manufacturera depende fuertemente de la producción minera,
comprando mineral de hierro para la fabricación de acero; a su vez, puede transformar este
acero en maquinarias que puede vender de nuevo a la industria minera que la requiere para
las operaciones de extracción del mineral. La economía como un todo y los diversos
sectores requieren de varios componentes para poder funcionar; estos se conocen en general
como los recursos de producción los cuales están constituidos por el trabajo, la tierra y el
capital.
La Industria Química La industria química es el sector que se ocupa de las
transformaciones químicas en alta escala, de la extracción de las materias primas
naturales y sintéticas, además de la transformación de estas en otras sustancias con
otras características a las originales.
La Química Industrial puede definirse muy someramente como la rama de la
química que se encarga de estudiar, los diferentes procesos que conducen a la
elaboración de sustancias intermedias o productos químicos terminados de alto
valor comercial, a partir de materias primas provenientes de los recursos naturales;
por otro lado, en la industria química, es donde se llevan a cabo la transformación
química de estas materias primas. El objetivo fundamental de una industria química
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es la de lograr utilidades mediante la compra de materias primas, transformación
fisicoquímica de las mismas, venta de productos elaborados, inversión en
instalaciones de producción, contratación de recursos humanos de todos los niveles
y todo lo que las demás industrias deben realizar para estar en operación.
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1.1 QUÍMICA INDUSTRIAL
Es la rama de la química que se encarga de estudiar, los diferentes procesos que conducen a
la elaboración de sustancias intermedias o productos químicos terminados de alto valor
comercial, a partir de materias primas provenientes de los recursos naturales; por otro lado,
en la industria química, es donde se llevan a cabo la transformación de estas materia
primas.
La Química industrial está en continua evolución. Modernamente van perdiendo
importancia los procesos de producción en gran cantidad y de escaso valor añadido, frente a
los productos específicos de gran complejidad molecular y síntesis laboriosa. Por otro lado,
al tradicional aprovechamiento de subproductos y energía por motivos económicos se ha
añadido la preocupación por el medio ambiente y los procesos sostenibles. La Química
Industrial desempeña un papel vital en la sociedad, debido al incremento notorio de la
producción, y el empleo de una fuente importante de suministros para la sociedad, que se
traducen en una mejora sustancial de la calidad de vida del hombre, contribuyendo de
manera significativa a la resolución de los problemas relacionados con los cambios
fisicoquímicos aplicados a los productos, materias primas y otros generados en el medio
ambiente.
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1.1.2 INDUSTRIA QUÍMICA
La industria es el conjunto de procesos y actividades que tienen como finalidad transformar
las materias primas en productos elaborados, de forma masiva. Existen diferentes tipos de
industrias, según sean los productos que fabrican.
Por ejemplo, la industria alimenticia se dedica a la elaboración de productos destinados a
la alimentación, como el queso, los embutidos, las conservas, las bebidas, etc. Para su
funcionamiento, la industria necesita materias primas y fuentes de energía para
transformarlas.
Hoy en día la industria química es un importante sector industrial presente en la mayoría de
países, que dinamiza el crecimiento económico, genera empleo y ofrece diversidad de
productos, no obstante produce contaminación al medio ambiente y utiliza recursos
naturales no renovables. Es una subdivisión de la industria manufacturera, pero debido a su
naturaleza y a la interdependencia con otras industrias, contribuye a la mayoría de los
renglones de la producción; así por ejemplo, los alimentos en general, carbohidratos,
proteínas y grasas son productos químicos; su procesado, conservación y envasado,
dependen en gran parte de principios químicos.
A las industrias químicas se las puede clasificar en dos (2): industrias químicas de
transformación e industrias químicas de base.
Industrias químicas de base: Estas trabajan con materias primas naturales y se
dedican a la fabricación de productos sencillos semielaborados, que a su vez son la
base de las industrias químicas de trasformación.
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Industrias químicas de transformación: Son las que convierten los productos
semielaborados de la industria química de base en otros productos nuevos que
pueden salir directamente al mercado o se utilizados por otros sectores.
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1.2 DESARROLLO DE LA INDUSTRIA QUÍMICA
Una Industria química que se considere completa, debe tener dentro de su estructura, un
departamento de investigación y desarrollo en que labora personal técnico calificado y
altamente calificado, (ingenieros, licenciados y doctores en química) junto con laboratorios
de investigación bien dotados desde el punto de vista de infraestructura (materiales,
reactivos y equipos científicos); esto permitirá, desarrollar nuevas líneas de producción,
minimizar etapas en los procesos de producción con la consiguiente disminución de costos,
evaluación e investigación de nuevos procesos, desarrollo de patentes, asesoramiento
técnico y científico a industrias similares y los más importante, desarrollo de nuevas
tecnologías.
La industria química es una de las que se ha desarrollado con mayor rapidez tanto en
extensión como en intensidad. Este doble y rápido desarrollo tiene relación con el hecho de
que cada vez que la investigación química aporta sustancias nuevas y el número de
moléculas nuevas ha aumentado en millones en los últimos 100 años siempre es posible
ensayar su aplicación en cientos de maneras para fines distintos, y raro será que entre tantas
posibilidades no haya siquiera 1 que no resulte revolucionaria: textiles, plaguicidas.
Fertilizantes, defoliantes, plásticos, cauchos etc. La mayor parte de estos productos de estas
y otras especialidades que hoy son del dominio común no se conocían al comenzar la
segunda guerra mundial, hace 50 años. Se considera que el primer procedimiento químico-
febril fue el ideado por (Roebruck en 1746), quien acertó a prescindir del vidrio para
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fabricar ácido sulfúrico, sustituyendo aquel materia, frágil e inadecuado para construir
estructuras de gran tamaño por las “cámaras de polvo”
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1.3 QUIMICA INDUSTRIAL LATINOAMERICANA
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1.4 LA QUIMICA INDUSTRIAL
En esta ocasión como dice el título vamos a hablar de la “Química industrial”, una de las
ramas de la química que aplica los conocimientos químicos a producir materiales y
productos químicos con el mínimo impacto sobre el medio ambiente. La química industrial
produce un incremento de la calidad de vida de la sociedad; pero esto tiene un alto precio:
la generación de residuos que provocan un grave perjuicio al medio ambiente como son:
Emisiones a la atmosfera
La lluvia acida
El efecto invernadero
Contaminación por humo o partículas
Todo procedimiento químico supone la transformación de una o varias materias primas en
uno o varios productos. A veces, junto a éstos, aparecen otros no deseados e inevitables
que pueden tener valor para otros fines; se les llama SUBPRODUCTOS.
MAT. PRIMAS Y ENERGIA CAPITAL TRABAJO Y TECNOLOGIA
OPERACIONES Y PROCESOS
RECIDUOS
UTILIZACIONOPER. Y PROCESOS
PRODUCTOS
RECUPERADO RECIDUOS
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1.5 MATERIAS PRIMAS QUE UTILIZA LA INDUSTRIA QUIMICA
“Se consideran materias primas todas aquellas sustancias que el hombre encuentra en la
naturaleza, las cuales o son utilizadas tal cual o después de alguna transformación”.
A pesar de la enorme variedad de recursos que pone en el mercado la industria química, sus
materias primas son relativamente muy pocas. La mayoría de los productos que prepara la
industria química proceden de sustancias extraídas de la naturaleza. Tales industrias se
clasifican como industrias de base. Las más comunes son el aire, el agua de mar, las rocas
de la corteza terrestre, el carbón mineral, el gas natural y el petróleo. La otra parte de los
productos que prepara la industria química proceden de sustancias que son productos de las
industrias de base
Gran parte de las industrias químicas actuales utilizan como fuente de materia prima el
petróleo, que ha sustituido el uso de carbón a partir de la segunda guerra mundial: a este
tipo de industrias se las define como industrias petrolquímicas; algunas de las sustancias
producidas en este tipo de industrias son:
Goma sintética
Fertilizantes
Plásticos
fibras sintéticas
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EJEMPLOS COMUNES DE MATERIAS PRIMAS NATURALES:
AIRE: Nitrógeno, oxígeno, gases nobles.
Nitrógeno Líquido.
AGUA DE MAR: Cloruro de sodio, bromo y magnesio
SAL DE MAR
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ROCAS DE LA CORTEZA TERRESTRE. Cloruro de sodio (minas de sal), carbonato
de calcio (rocas calizas) y metales (minerales respectivos).
MINAS DE SAL DE CRACOVIA.
CARBÓN MINERAL. Coque, alquitrán y gas de carbón.
PETRÓLEO. Combustibles fósiles (kerosene, parafina, etc.)
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1.6 MATERIAS PRIMAS NO RENOVABLES
Los recursos no renovables son aquellos cuyas reservas, inevitablemente, se acabarán en
algún momento ya que no resulta posible producirlos, cultivarlos o regenerarlos para
sostener su tasa de consumo. Esto quiere decir que el consumo de los recursos no
renovables es superior a la capacidad de la naturaleza para recrearlos.
Un ejemplo de recurso no renovable es el petróleo.
1.6.2 modos de apilar el agotamiento de las materias.
Una manera práctica es el reciclado; esto es, después de su uso, cuando éste no es
destructivo ni dispersivo, la materia se recicla.
Otra posibilidad es la sustitución; la propia materia o sus productos se sustituyen por otros.
En este caso uno de los fines importantes de la investigación aplicada.
1.6.2.1 el reciclado: nunca se puede llegar a la recuperación total de los productos pues por
el uso, parte de materia “desaparece” parcialmente por dispersión en el medio. Y como,
además, se va deteriorando, al final toda ella será residuo inaprovechable, cuando no
pérdida definitiva. El reciclado, por tanto, es solo un alargamiento temporal de la vida del
producto en cuestión.
1.6.2.2 la sustitución: la sustitución de una materia por otra para un mismo fin acaba
siendo siempre un problema económico al intervenir decisivamente los precios.
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Si se trata de sustituir x por y, la equivalencia se obtiene cuando las cantidades, q, y los
precios, p, cumplen que: qy * px = qx * px
1.6.3 la materia prima no renovable, como recurso
Son recursos naturales que no pueden ser producidos, cultivados, regenerados o reutilizados
a una escala tal que pueda sostener su tasa de consumo. Estos recursos frecuentemente
existen en cantidades fijas o consumidas mucho más rápido de lo que la naturaleza puede
recrearlos como el petróleo.
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1.7. MATERIAS PRIMAS RENOVABLES
Los recursos renovables son aquellos recursos cuya existencia no se agota con su
utilización, debido a que vuelven a su estado original o se regeneran a una tasa mayor a la
tasa con que los recursos renovables son disminuidos mediante su utilización. Esto significa
que ciertos recursos renovables pueden dejar de serlo si su tasa de utilización es tan alta que
evite su renovación.
- Biomasa: bosques y madera, productos de la agricultura: pueden ser un recurso renovable
si la tasa y forma de explotación es sustentable. Si la utilización no es sustentable, la
biomasa no es un recurso renovable.
- Agua: siempre que la utilización sea menor a la tasa de renovación y que no se contamine
el stock o la fuente de agua.
- Energía hidráulica: (puede ser hidroeléctrica).
- Radiación solar
- Viento
- Peces: de forma similar a la biomasa, puede ser un recurso renovable o no renovable de
acuerdo a la forma de explotación.
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1.7.1 Organigrama:
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1.8 LA CONTAMINACIÓN DEL MEDIO:
La contaminación es la introducción de sustancias u otros elementos físicos en un medio
que provocan que éste sea inseguro o no apto para su uso.1 El medio puede ser un
ecosistema, un medio físico o un ser vivo. El contaminante puede ser una sustancia
química, energía (como sonido, calor, luz o radiactividad). Es siempre una alteración
negativa del estado natural del medio, y por lo general, se genera como consecuencia de la
actividad humana considerándose una forma de impacto ambiental.
La contaminación puede clasificarse según el tipo de fuente de donde proviene, o por la
forma de contaminante que emite o medio que contamina. Existen muchos agentes
contaminantes entre ellos las sustancias químicas (como plaguicidas, cianuro, herbicidas y
otros.), los residuos urbanos, el petróleo, o las radiaciones ionizantes. Todos estos pueden
producir enfermedades, daños en los ecosistemas o el medioambiente. Además existen
muchos contaminantes gaseosos que juegan un papel importante en diferentes fenómenos
atmosféricos, como la generación de lluvia ácida, el debilitamiento de la capa de ozono, y
el cambio climático.
LLUVIA ÁCIDA: ocurre cuando el carbón, que contiene altos niveles de azúcar, se
quema y libera grandes cantidades de óxido de azufre y de nitrógeno a la atmosfera.
Las plantas de energía eléctrica son responsables del 70% de la emisiones anuales
de óxido de azufre y del 30% de las de óxido de nitrógeno.
DEBILITAMIENTO DE LA CAPA DE OZONO: Los clorofluorocarbonos son
gases que rompen la manera gradual de la capa de gas ozono en la estratosfera.
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Esta capa en la estratosfera baja filtra la radiación ultravioleta que emite el sol y
que es dañina para la vida aerosol en la tierra.
Los estudios predicen que la reducción de capa de ozono y el aumento consecuente
de rayos ultravioleta provocaran varios cientos de miles de casos nuevos de cáncer
en la piel y podrán ocasionar una destrucción considerable del 75% de las cosechas
más importantes.
CALENTAMIENTO GLOBAL: Los gases con efecto invernadero dióxido de
carbono, óxido de nitrógeno, metano y clorofluorocarbonos son gases que absorben
y retienen el calor del sol, evitan que escapen de nuevo al espacio y mantiene el
calor del sol.
Los gases con efecto invernadero se producen de modo natural en la atmosfera,
mantienen la temperatura de la tierra alrededor de 33° más caliente esto permite que
la vida que conocemos evolucione y florezca.
CONTAMINACION DEL AIRE: Los contaminantes del aire afectan a la
vegetación, disminuyen las cosechas agrícolas y ocasionan perdidas en la industria
maderera, deterioran los materiales para construcción.
Son peligrosos para la salud y la vida, amenazan con un daño global catastrófico en
la forma de calentamiento y destrucción de la capa de ozono en la atmosfera.
Hay muchas formas de combatir la contaminación, y legislaciones internacionales que
regulan las emisiones contaminantes de los países que adhieren estas políticas. La
contaminación está generalmente ligada al desarrollo económico y social. Actualmente
muchas organizaciones internacionales como la ONU ubican al desarrollo sostenible como
una de las formas de proteger al medioambiente para las actuales y futuras generaciones.
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La contaminación es cualquier sustancia o energía que produce daños o perjuicios a bienes de cualquier naturaleza (personas, animales, plantas, etc.). La contaminación puede tener distintos orígenes, así, distinguiremos entre:
•Contaminación de origen natural como por ejemplo, la producida por la emisión de cenizas y gases tóxicos de una erupción volcánica.
•Contaminación de origen artificial, que es toda la producida por la actividad tecnológica humana. La contaminación artificial es la más común y la que podemos controlar en mayor medida. Puede afectar al suelo, al agua y al aire, y por tanto, a todos los seres vivos.
1.8.1 Impacto Ambiental Causado Por La Industria Química:
Gran Parte del deterioro que sufre actualmente el medio ambiente se relaciona de
algún modo con las industrias químicas. Esto es debido a varias causas, entre las
que destacan:
uso de las fuentes de
energia
las industrias químicas necesitan una grán cantidad de energía y esta procede en buena partede la combustión de carbón, del gas natural, o de los drivados del petroleo. los productos de estas combustiones de la emisión de gases de los tubos de escape de los automóviles y del uso doméstico, dan lugar a la aparicion de sustancias en la admósfera que provocan la lluvia ácida y el efecto invernadero.
los procesos químicos
el desarrollo de ciertos procesos químico provoca la formación de sustancias contaminantes que, directa o indirectamente llega al medio ambiente en forma de gaseso a travéz de los desperdicios.
los productos químicos
ciertos productos químicos que en su momento se introdujeron en el mercado con aparente éxito han debido ser desaconsejados o prohibidos al cabo de algún tiempo por haberse descubiero algún riesgo en su empleo.
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1.9 LA PRODUCCIÓN EN PROCESO CERRADO:
Un sistema de producción es aquel sistema que proporciona una estructura que agiliza la
descripción, la ejecución y el planteamiento de un proceso industrial. Estos sistemas son los
responsables de la producción de bienes y servicios en las organizaciones. Los
administradores de operaciones toman decisiones que se relacionan con la función de
operaciones y los sistemas de transformación que se emplean. De la misma manera los
sistemas de producción tienen la capacidad de involucrar las actividades y tareas diarias de
adquisición y consumo de recursos. Estos son sistemas que utilizan los gerentes de primera
línea dada la relevancia que tienen como factor de decisión empresarial. El análisis de este
sistema permite familiarizarse de una forma más eficiente con las condiciones en que se
encuentra la empresa en referencia al sistema productivo que se emplea.
Desde un punto de vista general cabe decir que cuando la producción ignora al medio el
proceso productivo resulta de carácter lineal:
MATERIA PRODUCTO UTILIZACIÓN PRIMA RECIDUOS
Nótese que hay residuos de producción y de utilización.
En cambio, los sistemas naturales son cerrados: los residuos son siempre de utilidad
posteríos. Por ejemplo, las horas caducas de los arboles –residuos- son alimento orgánico
para el suelo, que utiliza los propios arboles u otros organismos en equilibrio con el sistema
general.
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La producción antropogénica solo podrá ser durable, como ya se ha comentado si sus
inevitables residuos reingresan en una “economía” de tipo circular. De que esto se logre y
en qué producción depende el tiempo que el hombre pueda vivir todavía en la tierra.
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1.10 LA QUIMIFOBIA:
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BIBLIOGRAFIAS:
Vian Ortuño. Introducción a la Química Industrial. (1994).
http://es.slideshare.net/labdecienciasaltazor/industria-qumica-materias-primas?
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Fuente: Recursos Renovables (Zonaeconomica.com - zonaeconomica.com - Julio Del
2008) - http://www.zonaeconomica.com/recursos-renovables