2. 3.1 Procedimiento de resolución
de problemas
El procedimiento que se propone para resolver
un problema usando un simulador comercial
esta basado en la estrategia “Aprendizaje basado
en problemas” y en la estrategia de resolución
de problemas “Método heurístico de 6 pasos de
McMaster”; es un procedimiento básico,
general, que se recomienda tomar como
referencia.

3. El procedimiento esta constituido por siete pasos
y se ilustrara con base en un ejemplo.
1) Comprometerse: quiero y puedo
2) Definir claramente la naturaleza del problema
3) Explorar, investigar, aplicar el conocimiento
4) Planear una solución (generar varias posibles
formas de resolver el problema y efectuar una
selección entre ellas)
5) Introducir al simulador la información del
problema y proceder a su ejecución
6) Analizar el reporte de resultados y efectuar los
cambios que deben hacerse de acuerdo a las
características del problema
7) Verificar y mirar hacia atrás el procedimiento

4. 3.2 Problema del ejemplo
El sistema que se muestra se utiliza para enfriar el
efluente de un reactor y separar los gases ligeros
de los hidrocarburos mas pesados.

5. Incógnitas del problema:
a) Mediante el uso de un simulador de procesos,
calcule la composición y el flujo de vapor que
sale de la cámara del evaporador instantáneo
(flash)
b) Use el simulador de procesos para determinar
que tanto influye en el resultado, la fracción del
liquido agotado que se recircula
Suponga despreciables las caídas de presión a
través de los equipos.

6. Solución del problema:
1) Comprometerse: quiero y puedo
El reto de determinar la influencia que tiene en el
proceso la fracción del liquido agotado que se
recircula y el interés de usar el simulador, me
motivan a involucrarme en la resolución del
problema. La confianza que tengo en mis
conocimientos y habilidades previos, me
ayudan a enfrentar el reto sin ansiedad, estrés o
temor de cometer errores.

7. 2) Definir claramente la naturaleza del problema
De acuerdo a este paso, los estudiantes deberán
tener una plena comprensión del problema,
identificando el o los objetivos: entradas, salidas,
datos, restricciones, criterios, etc.
En el problema del ejemplo se trata de contestar
los dos incisos utilizando un simulador de
procesos. En el primer inciso se necesita resolver
un evaporador instantáneo que opere a la presión y
temperatura especificadas. Es necesario conocer
las condiciones de entrada.

8. Se conoce la presión y la temperatura pero no los
flujos ni la composición, los cuales dependen de la
alimentación original, aunque también de la
fracción de recirculación que está definida como:
Fracción de recirculación= liquido
recirculado/liquido a la salida del evaporador
Una vez que se especifique el valor de la fracción
de recirculación (entre 0 y 1) se podría encontrar la
respuesta del inciso b.

9. 3) Explorar, investigar, aplicar el conocimiento
Deberán jerarquizarse las cuestiones a
investigar, y si el problema va a ser resuelto en
equipo, se deberán generar discusiones y
organizarse para llevar a cabo el trabajo de
investigación acerca de lo que se desconoce y
que es necesario para la solución del problema.
Se integra el nuevo conocimiento y se definen
nuevos aspectos a investigar, así hasta lograr el
progreso en la acumulación e integración del
conocimiento, que pueda generar un
procedimiento de resolución.

10. En el problema del ejemplo,
probablemente se investigaría sobre una
manera adecuada de representar el
equilibrio liquido-vapor para la mezcla
que se tiene, o tal vez, se revisarían los
conocimientos sobre evaporación
instantánea (flash), etc.

11. 4) Planear una solución (generar varias formas
posibles de resolver el problema y efectuar una
selección entre ellas)
En la resolución de un problema pueden surgir
diversas rutas para conducirnos a la meta que
pretendemos alcanzar. El criterio analítico, la
creatividad y la toma de decisiones son factores
de indiscutible influencia en el éxito de este paso.

12. Para responder con precisión al inciso b en el
problema del ejemplo, una ruta de solución
podría ser la siguiente:
Se darían varios valores a la fracción de
recirculación (entre 0 y 1). Analizar como cambian
los valores de las composiciones y el flujo de
vapor a la salida del flash, decidir la influencia, y
reportarla. Lo anterior se haría una vez instalado
el caso base en el simulador.

13. 5) Introducir al simulador la información del
problema y proceder a su ejecución
Para introducir la información del diagrama
de flujo del proceso a un simulador,
usualmente se siguen los pasos básicos que
a continuación se enlistan:

14. a) Aclarar el sistema de unidades en que se
desea trabajar.

15. b) Definir los equipos y las corrientes del proceso.
Esto puede hacerse de diversas formas de acuerdo
al simulador, pero en cualquier caso se puede
esperar un procedimiento sencillo.

16. c) Especificar la totalidad de los compuestos que van
a intervenir en el proceso. Lo normal será que el
usuario simplemente especifique el compuesto con
su nombre o su formula o lo seleccione del menú;
en ocasiones el usuario tendrá que definirlo, cuando
el compuesto no forma parte del banco de datos del
simulador.

17. d) Seleccionar modelos termodinámicos
apropiados al problema a resolver para el calculo
de las propiedades. La selección se hará de un
menú de opciones.

18. e) Especificar régimen de flujo y condiciones
termodinámicas de las corrientes de entrada al
proceso. Es necesario aclarar en cada corriente los
flujos y dos propiedades de la corriente que
frecuentemente son presión y temperatura.

19. f) Especificar las condiciones de operación de los
equipos en el diagrama de flujo. Con relación al
problema del ejemplo, se introduciría en este
paso toda la información del problema de
acuerdo a los pasos básicos de la secuencia
anterior.

20. Una vez que toda la información necesaria ha
sido introducida, se procede a la ejecución del
problema, lo cual es determinado por el usuario
por medio del comando correspondiente,
aunque hay excepciones como el simulador
Hysys el cual procede a la ejecución del
problema automáticamente una vez que los
grados de libertad del sistema han sido
cubiertos.

21. 6) Analizar el reporte de resultados y efectuar
los cambios que deban hacerse de acuerdo a las
características del problema
La forma del reporte de resultados dependerá del
tipo de simulador que se este utilizando. De la
información acerca del comportamiento del
proceso que se acaba de obtener, el usuario
puede seleccionar lo que particularmente le
interese analizar y observar esa información en la
pantalla, ya sea en forma de tabla de resultados o
de grafica.

25. En el problema del ejemplo, lo que al usuario
seguramente le interesará analizar es la
corriente de vapor de salida y la corriente de
liquido recirculado. La corriente de vapor
deberá contener la mayor parte de los
componentes ligeros que entraron al proceso
(hidrógeno y metano) y sólo una pequeña parte
de los componentes pesados que entraron
(benceno y tolueno).

26. Hasta aquí se abrá ejecutado el caso base. Sin
embargo hay que proceder a efectuar los cambios
a las características del problema procediendo en
forma interactiva. Se efectúan los cambios, se
ejecuta el problema, se interpretan los resultados,
y se repite este procedimiento hasta resolver el
problema.
Una vez que funcionó el caso base del problema
del ejemplo, se ejecuta el problema para los otros
valores de fracción de recirculación y se
interpretan los resultados.

27. 7) Verificar y mirar hacia atrás
Una vez que se ha logrado una solución satisfactoria
del problema o se ha tenido un gran avance en su
solución en el tiempo destinado al mismo, se
procedería a las etapas de verificar y reflexionar
entre todo el grupo de trabajo.
Debemos verificar que nuestra respuesta es
razonable y libre de errores, y que esta satisface las
expectativas.

28. En el problema del ejemplo se podría
verificar mediante una revisión paso a paso
que todo el procedimiento este libre de
errores, y también si resulto correcto lo
que se pensaba originalmente acerca de la
influencia que la fracción de liquido
agotado que se recircula tiene sobre la
composición y el flujo de vapor de salida.