ECAES 2010 Ingenieria Quimica

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GUIA DE ORIENTACIÓN Bogotá D.C., 2010 EXAMEN DE ESTADO DE CALIDAD DE LA EDUCACIÓN SUPERIOR EN INGENIERÍA QUÍMICA (ECAES)

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Ecaes Prueba universitaria

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GUIA DE ORIENTACIÓN

Bogotá D.C., 2010

EXAMEN DE ESTADO DE CALIDAD DE LA EDUCACIÓN SUPERIOR ENINGENIERÍA QUÍMICA(ECAES)

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Ingeniería QuímicaGuía de Orientación

©©©©©ISSN: 1794 - 5968

ICFES

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ALVARO URIBE VÉLEZPresidente de la República

FRANCISCO SANTOS CALDERÓNVicepresidente de la República

CECILIA MARÍA VÉLEZ WHITEMinistra de Educación Nacional

INSTITUTO COLOMBIANO PARA LAEVALUACIÓN DE LA EDUCACIÓN

Directora GeneralMARGARITA PEÑA BORRERO

Secretario GeneralGIOCONDA PIÑA ELLES

Dirección de Producción y OperacionesFRANCISCO ERNESTO REYES JIMÉNEZ

Director EvaluacionesJULIAN PATRICIO MARIÑO VON HILDEBRAND

Oficina Asesora de PlaneaciónPATRICIA POLANCO BEJARANO

Oficina Asesora JurídicaMARTHA ISABEL DUARTE DE BUCHHEIM

Oficina de Control InternoLUIS ALBERTO CAMELO CRISTANCHO

Director Tecnología e InformaciónADOLFO SERRANO MARTINEZ

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GRUPO DE EVALUACIÓN DE LAEDUCACIÓN SUPERIOR - SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA

CLAUDIA LUCÍA SÁENZ BLANCO

ERNESTO CUCHIMAQUE DAZAHÉCTOR ORLANDO DÍAZ RAMÍREZ

LUCILA GÓMEZ CLAVIJOLUIS ALFREDO POSADA DELGADOMARTHA CECILIA ROCHA GAONA

MÓNICA ROLDÁN TORRESMYRIAM GONZÁLEZ BUITRAGO

SARA ESPERANZA BOHÓRQUEZ RODRÍGUEZSTELLA INÉS SIERRA SALINASZANDRA ASTRID PARRA NIÑO

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CONTENIDOPRESENTACIÓN 7

1. MARCO NORMATIVO 8

2. ANTECEDENTES DE LA EVALUACIÓN 11

3. EL EXAMEN 123.1. Objetivos 123.2. Población objetivo 133.3. ¿Qué y cómo se evalúa? 133.3.1. componentes 133.3.2. Contenidos referenciales 143.3.3. Competencias a evaluar 153.4. Número de preguntas y tiempo disponible 173.5. Tipos de preguntas y ejemplos 18

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PRESENTACIÓN

El Examen de Estado de Calidad de la Educación Superior, es un ins-trumento estandarizado para la evaluación externa de la calidad de laEducación Superior en Colombia. Forma parte, con otros procesos y

acciones, de un conjunto de instrumentos que el Gobierno Nacional disponepara evaluar la calidad del servicio público educativo y ejercer su inspección yvigilancia. Este examen es aplicado a estudiantes de programas de pregradoque estén próximos a culminar su plan de estudios, esto es, que hayan apro-bado por lo menos el 75% de los créditos académicos del programa corres-pondiente o que tengan previsto graduarse en el año siguiente a la fecha deaplicación del examen. Para estos estudiantes presentación de estos exáme-nes es obligatoria como requisito de grado, además de los requisitos quecada institución educativa tenga establecidos. La presentación del Examen deCalidad de la Educación Superior, ECAES, NO se constituye en requisito adi-cional de grado para quienes al 14 de octubre del año 2009, fecha de expedi-ción del Decreto 3963, ya habían terminado su plan de estudios. Este examentambién podrá ser presentado de manera independiente y voluntaria por quie-nes ya se han graduado de programas académicos de pregrado.

A través de los ECAES se evalúan las competencias susceptibles de servaloradas con exámenes externos de carácter masivo, incluyendo aquellasgenéricas que son necesarias para el adecuado desempeño profesional oacadémico de los futuros egresados de la educación superior. Asi, duranteel 2010 se aplicarán ECAES de Competencias Genéricas y ECAES específi-cos de 33 programas de formación, los cuales se listan a continuación agru-pados por área de formación:

• AGRONOMÍA, VETERINARIA Y AFINES:

- Medicina Veterinaria y Zootecnia- Zootecnia

• CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN:

- Educación Física, Deporte, Recreación y Afines.- Licenciatura en Educación Básica con Énfasis en Humanidades y Lengua Castellana- Licenciatura en Lenguas Modernas Inglés

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- Licenciatura en Preescolar, Pedagogía Infantil o Estimulación Temprana- Ciclo Complementario de las Escuelas Normales Superiores.

• CIENCIAS DE LA SALUD:

- Bacteriología- Enfermería- Fisioterapia- Medicina- Odontología

• CIENCIAS SOCIALES Y HUMANAS:

- Comunicación e Información- Derecho- Psicología- Trabajo Social

• ECONOMÍA, ADMINISTRACIÓN, CONTADURÍA Y AFINES:

- Administración- Contaduría- Economía- Técnico Profesional en Administración y Afines- Tecnológico en Administración y Afines

• INGENIERÍA, ARQUITECTURA, URBANISMO Y AFINES:

- Arquitectura- Ingeniería Ambiental- Ingeniería Civil- Ingeniería de Sistemas,- Ingeniería Electrónica- Ingeniería Industrial- Ingeniería Mecánica- Ingeniería Química- Técnico Profesional en Sistemas y Afines- Tecnológico en Electrónica y Afines- Tecnológico en Sistemas y Afines

• CIENCIAS NATURALES:- Biología

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1. MARCO NORMATIVO

De conformidad con la Constitución Política de 1991, la educación es underecho de la persona, un servicio público con función social con el cualse busca acceso al conocimiento, la ciencia, a la técnica y a los demásbienes y valores de la cultura. Así mismo, le corresponde al Estado regulary ejercer la suprema inspección y vigilancia de la educación con el fin develar por su calidad, el cumplimiento de sus fines y la mejor formaciónmoral, intelectual y física de los educandos (Art. 67). En consecuencia, portratarse de un derecho de la persona y dada su naturaleza de serviciopúblico cultural, es inherente a la finalidad del Estado y constituye, por lotanto, una obligación ineludible asegurar su prestación eficiente (Art. 365) yejercer la inspección y vigilancia de la enseñanza, en cabeza del Presi-dente de la República, Constitución Nacional (Art. 189, numeral 21), congarantía de la autonomía universitaria.

Estos ordenamientos constitucionales tienen desarrollo legal en la Ley 30de 1992 mediante la cual se organiza el servicio público de la EducaciónSuperior, especialmente en los artículos 3, 6, 27, 31 (literal h) y 32 en losque se hace referencia a la responsabilidad del Estado de velar por lacalidad y ejercer la inspección y vigilancia de la Educación Superior. Igual-mente se determinan los objetivos de la Educación Superior y sus institu-ciones en el contexto de la formación integral de los colombianos conmiras a mejorar las condiciones de desarrollo y avance científico y acadé-mico del país.

Para dar cumplimiento a este ordenamiento, mediante el Decreto 3963 deoctubre de 2009, se establece el Examen de Estado de Calidad de laEducación Superior, ECAES, definido en el Artículo 1° de este Decretocomo un instrumento estandarizado para la evaluación externa de la cali-dad de la Educación Superior que forma parte, con otros procesos y accio-nes, de un conjunto de instrumentos que el Gobierno Nacional disponepara evaluar la calidad del servicio público educativo y ejercer su inspec-ción y vigilancia.

Es de señalar que el Decreto 3963 de octubre de 2009 reglamenta el Examende Estado de Calidad de la Educación Superior, acogiendo lo establecido

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en la Ley 1324 del 13 de julio de 2009, por la cual se fijan los parámetros ycriterios para organizar el sistema de evaluación de resultados de la calidadde la educación, se dictas normas para el fomento de una cultura de laevaluación, en procura de facilitar la inspección y vigilancia del Estado y setransforma el ICFES.

En el artículo 7° de la mencionada Ley se establece que, para cumplir consus deberes de inspección y vigilancia y proporcionar información para elmejoramiento de la calidad de la educación, el Ministerio de Educacióndebe conseguir que, con sujeción a los parámetros y reglas de esta Ley,se practiquen «Exámenes de Estado», entre los cuales contempla, en elliteral b, los exámenes para evaluar oficialmente la educación formal impar-tida a quienes terminan los programas de pregrado de las Instituciones deEducación Superior. Esta Ley reitera la obligatoriedad de la presentaciónde estos exámenes al afirmar que “La práctica de los «Exámenes de Esta-do» a los que se refieren los literales anteriores es obligatoria en cadainstitución que imparta educación media y superior”.

Por otra parte, considerando que en su Artículo 14° la Ley 1324 de 2009precisa que “el Gobierno Nacional Reglamentará la implementación gra-dual de los ECAES en los términos de la presente Ley” y que el Decreto3963 de 2009 establece que serán objeto de evaluación del ECAES aque-llas competencias que puedan ser valoradas con exámenes externos decarácter masivo, incluyendo aquellas genéricas que son necesarias parael adecuado desempeño profesional o académico independientementedel programa cursado, para el año 2010, el Gobierno Nacional ha deter-minado que el ICFES aplique ECAES de competencias específicas para33 programas de formación y que, para aquellos estudiantes que esténcursando programas distintos a esos 33, aplique un ECAES de Compe-tencias Genéricas.

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2. ANTECEDENTES DE LA EVALUACIÓNEn los años 2003 y 2004 se han aplicado ECAES a estudiantes de último añode 15 programas de Ingeniería en todo el país. Para el trabajo de elaboracióndel material de prueba de estos exámenes, la Asociación Colombiana deFacultades de Ingeniería - ACOFI, integró un Comité Técnico y Grupos deExpertos entre directores y profesores de los 15 programas involucrados deinstituciones de Educación Superior del territorio nacional.

Las actividades desarrolladas por ACOFI se adelantaron en diferentes frentes:

• La elaboración de las especificaciones de la prueba, su revisión por partede la comunidad académica de Ingeniería y la incorporación de los ajus-tes necesarios.

• La realización de talleres de socialización e inducción sobre los ECAEScon participación de docentes y directivos de los diferentes programasde Ingeniería involucrados.

• La construcción de preguntas de la prueba, para lo cual se desarrollarontalleres de entrenamiento a los que asistieron 262 profesores de 78 Insti-tuciones de Educación Superior.

• La revisión por parte del comité y de los grupos de expertos de materialde prueba acopiado y la revisión final por jueces expertos.

Las pruebas de los años 2003 y 2004 fueron similares, excepto por la distri-bución de las preguntas por componente y por la adición a esta última de unasección de comprensión lectora.

Para el año 2005 el ICFES encomendó a ACOFI la revisión de los marcos defundamentación y de las estructuras de prueba de 18 ingenierías, con la mi-sión de incorporar en ellos el enfoque de evaluación por competencias. ACOFIadelantó reuniones regionales con la comunidad académica y, a través de unproceso colectivo de reflexión, se produjeron marcos conceptuales y espe-cificaciones de prueba para 15 programas de ingeniería evaluados en el2004 y 3 nuevos programas: Agroindustrial, Forestal y de Petróleos.

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Las nuevas estructuras de prueba se caracterizan porque la dimensión disci-plinar contempla procesos ingenieriles como el diseño, el modelamiento y laresolución de problemas, en lugar de temas, como ocurría con las de añosanteriores; además, en las nuevas estructuras, la evaluación de la dimensióncognitiva se asume desde modelo de competencias que contempla las ac-ciones interpretativa, argumentativa y propositiva como objetos de evalua-ción; las pruebas de años anteriores incluían los objetivos educacionalespropuestos desde la Taxonomía de Bloom.

Una vez disponibles los nuevos marcos de fundamentación y las nuevasestructuras de prueba, el ICFES realizó una convocatoria abierta para la cons-trucción de las preguntas, la cual, infortunadamente, tuvo que ser declaradadesierta. El ICFES procedió, entonces, a invitar a algunas universidades deamplio reconocimiento en el respectivo campo, para que asumieran estatarea. La Universidad del Valle, La Universidad de Córdoba y la UIS participa-ron activamente en la construcción de los instrumentos de las 9 ingenieríasque fueron evaluadas en el 2005.

Para la elaboración de las pruebas de los años 2006 y 2007 el ICFES contratócon: Universidad Nacional de Colombia, Universidad Industrial de Santander,Universidad del Valle, Universidad de Sucre, Universidad de Antioquia, Uni-versidad Tecnológica de Pereira, Universidad de los Andes, Universidad delNorte, Corporación Universitaria Lasallista y Escuela de Ingeniería de Antioquia,la construcción de ítems y de acuerdo con el marco de fundamentación con-ceptual revisado por ACOFI en el 2005, el ICFES armó la prueba que seaplicará en el presente año.

3. EL EXAMEN

3.1. Objetivos

De acuerdo con el Decreto 3963 de octubre de 2009, son objetivos del ECAESlos siguientes:

a) Comprobar el grado de desarrollo de las competencias de los estudian-tes próximos a culminar los programas académicos de pregrado que ofre-cen las instituciones de educación superior.

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5 El texto completo del Decreto se puede consultar en www.mineducacion.gov.co o www.icfes.gov.co

3.3. ¿Qué y cómo se evalúa?La prueba de ingeniería química evalúa la confluencia de dos dimensiones:una de índole disciplinar y la otra, cognitiva.

La dimensión disciplinar comprende componentes y contenidos referenciales.La dimensión cognitiva recoge la propuesta de evaluación por competenciasdel ICFES, la cual reconoce tres acciones básicas: la interpretación, la argu-mentación y la proposición.

3.3.1. Componentes

Modelamiento de fenómenos y procesos: Se entiende como la concepciónde esquemas teóricos, generalmente en forma matemática, de un sistema o

b) Producir indicadores de valor agregado de la educación superior en rela-ción con el nivel de competencias de quienes ingresan a este nivel; pro-porcionar información para la comparación entre programas, institucionesy metodologías, y mostrar su evolución en el tiempo.

c) Servir de fuente de información para la construcción de indicadores deevaluación de la calidad de los programas e instituciones de educaciónsuperior y del servicio público educativo, que fomenten la cualificación delos procesos institucionales y la formulación de políticas, y soporten elproceso de toma de decisiones en todos los órdenes y componentesdel sistema educativo.

3.2. Población objetivo

Los ECAES deberán ser presentados en forma obligatoria, por todos losestudiantes que hayan aprobado por lo menos el 75% de los créditos aca-démicos del programa correspondiente o que tengan previsto graduarse enel año siguiente a la fecha de aplicación del examen.

Las instituciones de educación superior tienen la responsabilidad de reportarante el ICFES a la totalidad de sus estudiantes que deban presentar el ECAES.

Cada uno de los estudiantes reportados deberá realizar el proceso de inscripcióndirectamente o a través de la respectiva institución educativa y presentarse a laprueba, de acuerdo con los procedimientos que establezca el ICFES.

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de una realidad compleja, que se elaboran para facilitar la comprensión, elanálisis, la aplicación y el estudio de su comportamiento.

Resolución de problemas mediante la aplicación de las ciencias naturales ylas matemáticas, utilizando un lenguaje lógico y simbólico: Se entiende comolas soluciones referidas a cualquier situación significativa, desde elementosdados hasta elementos desconocidos, sean estos reales o hipotéticos; re-quiere pensamiento reflexivo y un razonamiento de acuerdo con un conjuntode definiciones, axiomas y reglas básicas, y tiene una fundamentación concep-tual muy sólida en la matemática y ciencias naturales (física, química, biología);esto le genera estructura de pensamiento lógico y simbólico y le da al ingenie-ro las herramientas básicas para la innovación y el desarrollo tecnológico.

Los anteriores componentes hacen parte transversal de todas las estructurasde prueba de los programas de ingeniería, mientras que, diseño gestión yevaluación se expresa como la dimensión resultante del análisis y el cálcu-lo; es encontrar las correctas proporciones y las soluciones económicas;determinar características, aplicar sistemas y procesos que permitan encon-trar las óptimas alternativas; lograr el mejor aprovechamiento de los materia-les, de los recursos, que aseguren su sostenibilidad y preservación del medioambiente; estimar, apreciar y calcular el valor de algo y, llevar a cabo lasacciones y efectos derivados de administrar, con el propósito de lograr losobjetivos propuestos, entre otros.

En ingeniería química se divide en los componentes:

• Diseño, dimensionamiento y análisis de condiciones de operación enetapas y unidades de transformación física química y biológica quecumplan con especificaciones deseadas.

• Planeación, diseño, evaluación del impacto (social, económico, tecno-lógico y ambiental), análisis de flexibilidad y gestión de proyectos, enprocesos de transformación física, química y biológica.

3.3.2. Contenidos Referenciales

Para la prueba se utilizará la agrupación de contenidos en las áreas de cono-cimiento definidas por la Resolución 2773 de 2003 del MEN. Para Ingenieríaquímica los contenidos en cada área son:

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Ciencias básicas, CB• Matemáticas• Física• Química• Biología

Ciencias básicas de ingeniería, BI• Interdisciplinaria (computación, análisis numérico, probabilidad y estadística)• Termodinámica• Balances de materia• Fenómenos de transporte

Ingeniería aplicada, IA• Cinética y diseño de reactores• Operaciones unitarias• Control• Diseño y análisis de procesos

Formación complementaria, C• Ciencias económico-administrativas• Ciencias Sociales y humanidades

3.3.3. Competencias a evaluar

Interpretativa: Se define como aquella acción encaminada a encontrar elsentido de un texto, un problema, una gráfica, un plano de ingeniería, undiagrama de flujo, una ecuación, un circuito eléctrico, entre otras situaciones,donde se le proporciona un contexto al estudiante.

La interpretación sigue unos criterios de veracidad, los cuales no implicansólo la comprensión de los contextos, sino que se debe dirigir a la situaciónconcreta y reflexionar sobre sus implicaciones y los procesos de pensa-miento involucrados son el recuerdo, la evocación, comprensión, análisis,medición, etc.

Argumentativa: Es aquella acción dirigida a explicar, dar razones y desarro-llar ideas de una forma coherente con el contexto de la disciplina evaluada.Los puntos relacionados con esta competencia exigen dar cuenta de un sa-

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ber fundamentado en razones coherentes con los planteamientos que seencuentran en el texto.

Se contextualiza la argumentación en acciones como la resolución de pro-blemas, los fundamentos de un diseño de ingeniería, la organización de lainformación, la proyección de la información, la explicación de eventos yfenómenos, la formulación de soluciones a través de un gráfico, un plano, undiagrama, etc.

Propositiva: Es aquella acción que persigue que el estudiante propongaalternativas que puedan aplicarse en un contexto determinado; por lo tanto,se espera que la solución que escoja corresponda con las circunstanciasque aparecen en la formulación de un problema. Así mismo, el estudiantedeberá generar hipótesis y proponer alternativas de solución a los proble-mas de ingeniería que cubran aspectos como los ambientales, demanufacturabilidad, económicos, entre otros; y propondrá acciones de apli-cación, evaluación y optimización de una solución en un contexto de ingenie-ría dado.

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3.4. Número de preguntas y tiempo disponible

El examen se responderá en dos sesiones. La primera sesión será de cua-tro horas y media, a partir de las 7:00 a.m. y la segunda de cuatro horas apartir de la 1:30 p.m. La estructura del examen es la siguiente:

6 Este componente como el de inglés se evaluarán de manera similar para todos los ECAES

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.

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3.5. Tipos de preguntas y ejemplos

Selección múltiple con única respuesta. Están conformadas por un enun-ciado y cuatro (4) opciones de respuesta. El enunciado puede contener unafrase incompleta, un texto o una gráfica; las opciones de respuesta aparecenidentificadas con las letras A, B, C y D. Una sola de las opciones completa oresponde correctamente el enunciado.

1. En procesos industriales es necesario transportar vapor de agua a diferen-tes unidades de proceso. Estas líneas deben diseñarse con sistemas deaislamiento que permitan evitar pérdidas térmicas que representan un costoeconómico para el proceso. En términos de fenómenos de transporte; enestos sistemas las entidades y la dirección se transfieren en

A. momentum, tangencial.B. calor, axial.C. calor, radial y axial.D. calor, radial.

Clave D.Competencia: Interpretativa.Componente: Modelamiento de fenómenos y procesos.Justificación:El sistema puede modelarse como un cilindro de longitud infini-ta rodeado por aire a temperatura constante. El sistema involucra el transpor-te de un fluido como vapor de agua, mas el diseño del sistema de aislamien-to térmico no requiere cálculos de transferencia de momentum. La direcciónde transferencia de calor es en dirección axial en cuanto a que el fluido pue-de cambiar de temperatura a lo largo de la tubería. Sin embargo, esta condi-ción resulta despreciable para el caso de vapor de agua y no sería de pesopara el diseño del aislamiento. Por lo tanto, para el diseño del sistema deaislamiento solamente resulta importante la dirección radial.

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2. Una empresa de ingeniería ha contratado el diseño de una torre de desti-lación para separar una solución acuosa de etanol empleando en mínimogasto de energía. La compañía de diseño propone una torre de destilacióndonde el calor retirado al producto de cima para ser condensado, sea adicio-nado en el calderín de la torre. El concepto más adecuado acerca del diseñoes el

A. diseño debe aceptarse con el condicionamiento de un diseño deintercambiadores eficiente teniendo en cuenta la diferencia de altura entrelos fluidos de intercambio de calor.

B. diseño debe rechazarse ya que no cumple las leyes de la termodinámica.C. diseño debe rechazarse debido a que los problemas en plantear los la-

zos de control sería inmanejables.D. diseño debe ser aprobado ya que se minimiza el gasto energético sin

necesidad de combinar la torre de destilación con otra etapa del proceso.

Clave C. El diseño debe rechazarse ya que no cumple las leyes de la termo-dinámicaCompetencia: Argumentación.Componente: Diseño, dimensionamiento y análisis de condiciones de ope-ración, en etapas y unidades de transformación que cumplan con especifica-ciones deseadas.

Justificación: La termodinámica establece que no se puede transferir calor deun polo frío, como es la cima de la torre, a un polo caliente, como lo sería elcalderín. Cualquiera de las otras opciones, de entrada, resultan inconsisten-tes para un diseño conceptualmente imposible.

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3. Los compuestos A y B reaccionan en fase de vapor sobre un catalizador sólidoa temperaturas de alrededor de 200°C. La reacción es altamente exotérmica, ylimitada termodinámicamente por aspectos de equilibrio. De los siguientes reac-tores de reacción el más adecuado para el proceso seria el

A. multitubular con los tubos rellenos de catalizador sólido y refrigerado poraceite térmico y sales fundidas.

B. de lecho fluidizado donde las partículas de catalizador quedan suspendi-das en la fase de ractantes.

C. de lecho fijo donde el catalizador está dispuesto en un lecho de pocaaltura y gran diámetro. No se utiliza fluido de transferencia de calor aunqueexiste la posibilidad de utilizar varios lechos.

D. de lodos donde las partículas de catalizador permanecen dispersas enun medio en el cual los gases reactantes y productos resultan solubles.

Clave C.Competencia: Proposición.Componente: Planeación, diseño, evaluación del impacto (social, económi-co, tecnológico y ambiental), análisis de flexibilidad y gestión de proyectos,en procesos de transformación.

Justificación: Se plantea que la reacción ocurre en fase gaseosa, por lo tantoel esquema D resulta inadecuado debido a que no se conoce la actividaddel catalizador en este tipo de sistemas. La reacción es exotérmica por loque un sistema de transferencia de calor resultaría adecuado. La opción Apropone este sistema, mas debido a la limitación termodinámica, es proba-ble que una buena longitud de catalizador quede inservible y se requieranalto porcentajes de reciclo. La opción B, el lecho fluidizado provee igual-mente un buen medio de transferencia de calor pero la condición de equilibríolimita el sistema lo mismo que las pérdidas por presión. La opción C planteael uso de un lecho de poca profundidad, esto permite que la conversión porpaso sea baja y se utilice solamente la altura de catalizador que sea efectiva.La posibilidad de utilizar varios lechos permite ajustar la temperatura y sepa-rar parcialmente el producto con el fín de desplazar la reacción.

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4. La ecuación de Arrhenius describe el efecto de la temperatura en la cinéticade una reacción química k = k0

(-EA/RT). Del análisis de esta ecuación se puedeconcluir que

A. en una reacción exotérmica la reducción de temperatura incrementa lavelocidad de reacción.

B. para una reacción química la velocidad de reacción sigue una relacióndirecta con la temperatura.

C. el uso de catalizadores acelera la reacción debido al aumento en elparámetro k0.

D. en las cercanías del cero absoluto la energía de activación tiende a cero.

Clave B.Competencia: Interpretación.Componente: Modelamiento de fenómenos y procesos.

Justificación: La ecuación de Arrhenius define la variación de una constantecinética con la temperatura, no tiene relación con aspectos termodinámicoscomo los definidos por los calores de reacción, por lo que la opción A resultaser incorrecta. La opción B señala una relación directa entre cinética y tempe-ratura. De acuerdo con la ecuación, la cinética de una reacción aumenta conla temperatura, no en forma lineal, pero si es una relación directa. La opciónC presenta un argumento falso ya que los catalizadores disminuyen la ener-gía de activación y no el factor pre-exponencial. La opción D plantea unaargumento falso.

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5. En un proceso petroquímico se tiene una corriente de subproducto la cuales predominantemente aire con una fracción baja de acetona (2% molar).Con el fin cumplir con las normas ambientales, y obtener un beneficio econó-mico adicional, se ha propuesto desarrollar una tecnología que permita larecuperación de acetona y dejar la corriente con una concentración de acetonamenor de 0,1% molar. De las siguientes alternativas la mas adecuada tenien-do en cuenta los criterios técnicos y económicos es la de

A. absorber la acetona haciendo pasar la corriente gaseosa por un lecho decarbón activado.

B. absorber la acetona en agua mediante burbujeo de la corriente gaseosaen un tanque de agua.

C. licuar la mezcla y destilarla en una torre de destilación fraccionada.D. diseñar un sistema de torre empacada para absorber la acetona en agua.

Clave D.Competencia: Interpretación.Componente: Planeación, diseño, evaluación del impacto (social, económi-co, tecnológico y ambiental), análisis de flexibilidad y gestión de proyectos,en procesos de transformación.

Justificación: La opción A no permitiría una fácil recuperación de la acetonaadsorbida. B, representa un proceso que si bien es factible es ineficientedebido a la limitada transferencia de masa en este tipo de equipos. C repre-senta una alternativa poco viable en términos económicos. D. representa laalternativa mas plausible.

6. En flujo laminar, el factor de fricción en tuberías es proporcional al inversodel número de Reynolds. De este resultado para el flujo de fluidos Newtonianosen tuberías y canales se puede concluir que

A. a medida que aumenta el Re, la caída de presión disminuye.B. el factor de fricción aumenta directamente con el aumento de la viscosidad.C. la caída de presión es mayor en flujo laminar que en turbulento.D. en flujo laminar, el factor de fricción depende de la rugosidad relativa de la

tubería.

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Clave B.Competencia: Interpretación.Componente: Modelamiento de fenómenos y procesos.Justificación: Las opciones A y C resultan incorrectas ya que la caída depresión no depende solamente del factor de fricción. La opción D representauna alternativa falsa, mientras que la respuesta B es la única que da unaalternativa correcta.

7. Con el fin de realizar la modelación y simulación de la operación de destila-ción, para calcular una torre, un ingeniero debe tener en cuenta lo siguiente.

A. balance de materia y energía, equilibrio fisicoquímico y método numéricopara la resolución del sistema de ecuaciones.

B. balances de materia y energía, caracterización de los líquidos a destilar.C. balances de materia y energía, temperatura y presión de operación, equi-

librio fisicoquímico, idealidad del sistema, tipo de destilación y caracterís-ticas físicas de la torre, método numérico para la resolución del sistemade ecuaciones.

D. balance de materia y energía, equilibrio fisicoquímico, propiedades físi-cas y químicas de los líquidos, formación de azeotropos, estabilidad quí-mica de los líquidos con la temperatura.

Clave CCompetencia: Argumentativa.Componente: Modelamiento de fenómenos y procesos.

Justificación: En esta pregunta el estudiante se enfrenta a la selección deltipo de información necesaria para adelantar una tarea. La opción A y B: lainformación es escasa y no se conoce con suficiente especificidad las condi-ciones a las cuales se realiza la operación. La opción C: tiene en cuenta laspropiedades de los líquidos a separar, así como su equilibrio fisicoquímico,define las características del equipo que desea modelar y plantea la metodo-logía por la cual se desea solucionar, la información es completa. La opciónD: Tiene información no relevante para la modelación y la simulación auncuando oportuna para tomar la decisión de que proceso de separación sedebe emplear.

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8. Una reacción química puede ocurrir en el rango de 400°C a 1600°C me-diante un solo mecanismo reacción y una energía de activación intermedia (nimuy alta , ni muy baja); de el efecto de la temperatura sobre la velocidad dereacción es

A. un poco menor a temperatura baja que a temperatura alta.B. mucho mayor a temperatura baja que a temperatura alta.C. igual a temperatura baja que a temperatura alta.D. un poco mayor a temperatura baja que a temperatura alta.

Clave BCompetencia: Interpretativa.Componente: Resolver problemas, mediante la aplicación de las cienciasnaturales y las matemáticas utilizando un lenguaje lógico y simbólico.

Justificación: Al graficar la ecuación de Arrhenius en escala semilogarítmica,se observa que la escala de velocidad es logarítmica, y por lo tanto cualquiercambio en la temperatura es mayor a bajas temperaturas que a altas tempe-raturas.

9. Una reacción cuya estequiometría es ½ C + D = H + ½ Z tiene la siguienteecuación cinética –rD = 2Cc0.5 CD . Si la ecuación estequiométrica se escribe:C + 2D = 2H + Z, la ecuación cinética será

A. –rD = 2CcCD2

B. –rD = 4CcCD2

C. –rD = 2Cc0.5CDD. –rD = 4Cc0.5CD

Clave CCompetencia: Interpretativa.Componente: Resolver problemas, mediante la aplicación de las cienciasnaturales y las matemáticas utilizando un lenguaje lógico y simbólicoJustificación: La ecuación cinética será la misma, ya que la reacción es ele-mental.

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10. Un escocés toca su gaita parado al borde de un barranco cubierto denieve que tiene una altura de 5 m. Un esquiador, a pesar de sus esfuerzospor frenar, choca con el escocés a una velocidad de 10 m/s y se precipitanabrazados por el borde del barranco. Los dos hombres con sus respectivospertrechos tienen, cada uno, la misma masa y la gravedad local es de 10 m/s2. Ellos caen a una distancia d del borde del barranco.

El valor de d en metros, es (ayuda: en un choque inelástico el momentolineal se conserva):

A. 2.5B. 5C. 10D. 12,5

Clave BCompetencia: Argumentativa.Componente: Modelar fenómenos y procesos.

Justificación:Sean:m : masa de cada hombrev1: velocidad del esquiador antes del choque (10 m/s)v2: velocidad del escocés antes del choque (0 m/s)v3: velocidad del sistema ‘esquiador + escocés’ después del choqueh : altura de la caída (5 m)Conservación del momento lineal: m v1 + m v2 = (2m) v3. Entonces: v3 = 5 m/s.La caída dura un tiempo t tal que h = gt2/2. Como h = 5, t = 1. Por tanto: d = v3t = 5 m.

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Page 25: ECAES 2010 Ingenieria Quimica

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