Programa | Doctorado en Ciencias de la Ingeniería con Mención en Ingeniería Química

Presentación

El Programa de Doctorado en Ciencias de la Ingeniería con mención en Ingeniería Química tiene un marcado carácter académico y científico; pretende la formación de investigadores con sólido dominio de los principios de las Ciencias de la Ingeniería Química, capaces de abordar problemas complejos en temas de relevancia nacional e internacional, a través de la integración de equipos de trabajo, la investigación autónoma y la participación como óptimo interlocutor entre la academia y la industria. El programa de doctorado se inserta armónicamente en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Concepción, institución de educación superior compleja y completa, que define al postgrado y a la investigación como actividades de altísima relevancia para su quehacer; así, integra políticas, recursos y mecanismos a nivel académico y administrativo, que garantizan el adecuado desarrollo de los programas de postgrado. Sin embargo, el programa de Doctorado en Ciencias de la Ingeniería con mención en Ingeniería química de la Universidad de Concepción es especialmente distinguido por su alta exigencia académica, el reconocido prestigio de su claustro y profesores colaboradores, la calidad de la infraestructura y el impacto científico de la investigación desarrollada. Esto explica el reconocimiento nacional y local, especialmente por la sólida formación en Ciencias de la Ingeniería química, de los graduados de este programa de doctorado.

Objetivos

Formar investigadores en campos de desarrollo propios de las ciencias de la ingeniería química, abiertos a complementar sus fortalezas profesionales con competencias que les permitan aplicar el método científico para enfrentar problemas complejos y proponer soluciones basadas en conocimiento original. Los graduados serán capaces de desarrollar investigación de forma autónoma, integrar equipos, comunicar información científica en distintos contextos y proponer soluciones científico-tecnológicas a problemas de la disciplina.

Líneas de Investigación

Biomateriales y Bioprocesos
Catálisis, Ciencia de Materiales e Ingeniería de las Reacciones
Termodinámica y Fenómenos de Transporte
Simulación y Modelación de Fases e Interfases

Requisitos de Admisión

Podrán ser aceptados en el programa de doctorado, postulantes con grado de licenciado y/o magister en ingeniería química o un título profesional equivalente en áreas afines como química, ingeniería metalúrgica, ingeniería de materiales, mecánica. también podrán ser evaluados para su aceptación en el programa, postulantes titulados de carreras como física y matemática. en caso de postulantes extranjeros, es necesario que posean el título de ingeniero químico o una especialidad afín, con formación sólida en ciencias de la ingeniería.
Aprobar una entrevista personal o vía internet con el comité de postgrado del programa, donde serán evaluadas las motivaciones y cualidades de los postulantes para proseguir estudios de doctorado.

Perfil de Graduación

Mostrar manejo conceptual, teórico y metodológico en ingeniería química.
Caracterizar y analizar críticamente fenómenos y procesos propios de la ingeniería química y sus campos afines.
Diseñar y formular proyectos de investigación científico/tecnológica en la ingeniería química y sus campos afines.
Evaluar y proponer soluciones a problemas asociados a la especialidad, en forma individual o integrando equipos de investigación.
Desarrollar investigación para generar conocimiento científico validado y comunicarlo en contextos académicos y tecnológicos.
Las competencias 1, 2, 4 y 5 son abordadas homogéneamente por todas las asignaturas básicas y de especialización del programa. la competencia 3 es abordada durante el desarrollo de la tesis doctoral, además de algunas asignaturas.

Asignaturas

Introducción de teorías y métodos utilizados en el cálculo de propiedades termofísicas con aplicación a los balances de conservación (momentum, energía, materia), y de entropía y al cómputo del equilibrio físico-químico entre fases; todos ellos, contenidos relevantes de la ingeniería química y sus procesos industriales. La asignatura tiene un enfoque molecular, y presenta elementos relevantes de la mecánica microscópica para el desarrollo de modelos analíticos y simulación molecular.

Presentación unificada, en forma diferencial e integral, de los fenómenos de transferencia de cantidad de movimiento (momentum), de energía y de materia involucrados en la ingeniería química y sus procesos industriales. En esta asignatura se plantean las ecuaciones de conservación de estas cantidades a nivel microscópico del medio continuo y posteriormente son resueltas mediante técnicas analíticas o numéricas.

Asignatura dedicada al estudio de las reacciones heterogéneas catalíticas y no-catalíticas, de masiva aplicación en la industria de procesos, abarcando tanto la cinética de estas reacciones como también el análisis de los reactores más adecuados para llevarlas a cabo. En relación con la cinética, se cubren aspectos relacionados con los mecanismos de reacción, caracterización de catalizadores y resistencias a la transferencia de calor y materia. Se estudian modelos simples de reactores, de tal modo de obtener una idea clara de su relación con la cinética y las resistencias mencionadas. La asignatura se basa en la literatura clásica para estos tópicos y habilita al estudiante para abordar casos más complejos y comprender la literatura actual sobre el tema.

La asignatura presenta formalmente una selección de técnicas numéricas clásicas y modernas que han demostrado ser útiles en la solución de diversos problemas complejos que aparecen en el campo de la ingeniería química y sus procesos industriales. La orientación de la asignatura es hacia la resolución y el análisis de los problemas utilizando el programa matlab.

Esta asignatura está orientada a proporcionar los fundamentos básicos de la simulación molecular de los fluidos mediante las técnicas de dinámica molecular (md) y monte carlo (mc). Este enfoque busca proporcionar una herramienta de trabajo que permita validar teorías físicas de fluidos de modo de ser utilizadas como herramientas predictivas de sistemas y explorar condiciones extremas o mezclas toxicas donde la experimentación directa está restringida. Esta asignatura tributa a las siguientes competencia del graduado: • mostrar manejo conceptual, teórico y metodológico en la disciplina. • caracterizar y analizar críticamente fenómenos y procesos propios de la ingeniería química y sus campos afines. • evaluar y proponer soluciones a problemas asociados a la especialidad, en forma individual o integrando equipos de investigación. • desarrollar investigación para generar conocimiento científico validado y comunicarlo en contextos académicos y tecnológicos.

Asignatura electiva que trata los fundamentos físico químicos de la estructura y procesamiento de materiales poliméricos. Entrega al estudiante una base teórica de relaciones entre estructura y propiedades macroscópicas de materiales poliméricos y sus implicancias en el procesamiento, aplicación y reciclaje de estos. Además, el curso incluye un módulo de trabajo de investigación donde los estudiantes identifican nichos de reciclaje y estudian procesos productivos conducentes a revalorización de residuos poliméricos, bajo el concepto de economía circular aplicada a materiales.

Descripción fisicoquimica del comportamiento de interfases fluido-fluido e interfaces sólido-fluido. En esta asignatura se plantean los modelos térmodinamicos que describen el comportamiento interfacial de sistemas en equilibrio, así como las principales técnicas experimentales.

La química teórica permite modelar y simular, mediante computador, sistemas a nivel molecular y obtener sus propiedades sin necesidad de ejecutar experimentos que pueden ser caros o dónde se manipulen sustancias peligrosas. Gracias a esta disciplina, se puede favorecer el desarrollo de nuevas tecnologías, aplicables a la industria, observando cómo las moléculas interaccionan entre ellas y simulando modificaciones que favorezcan una determinada aplicación. En este curso se propone realizar una introducción sobre como la química teórica puede ayudar a simular procesos de relevancia industrial enmarcados en el desarrollo de nuevas tecnologías y cuidado del medioambiente. En concreto, los estudiantes simularán materiales porosos que permitan capturar co2 del ambiente o almacenar h2, catalizadores que favorezcan la conversión co2 en otros productos de interés, diferentes materiales con propiedades mecánicas/electrónicas y propiedades interfaciales de sistemas con aplicación para recubrimientos o recuperación mejorada de petróleo, entre otras.

La asignatura aborda los fundamentos de síntesis y aplicación de los nanomateriales basados en carbono, porosos, metálicos y nanocompositos. Se espera que el estudiante adquiera inicialmente una visión global de las técnicas de síntesis y procesado de los materiales avanzados en forma de nanoestructura. Luego comprenda las estrategias “top-down” y “bottom-up” en el crecimiento de materiales nanoestructurados para posteriormente ser capaz de elegir una metodología de síntesis adecuada para la obtención de un determinado tipo de material/nanoestructura de un determinado elemento/compuesto. Finalmente, se mostrarán diferentes aplicaciones de los nanomateriales funcionales, como por ejemplo aplicaciones médicas, energéticas, ambientales, en catálisis entre otras. Como una forma alternativa de estudio de nanomateriales, se hará una introducción al modelado mediante técnicas computacionales de las estructuras a nivel molecular. Se discutirá la obtención de propiedades mecánicas, energéticas, eléctricas y catalíticas de los materiales a partir de simulación y su comparación con la experimentación. Se espera que el estudiante pueda relacionar el comportamiento y propiedades macroscópicas con las estructuras, geometría, topología y mecanismos microscópicos subyacentes en la síntesis de nanomateriales.

Esta asignatura está orientada a proporcionar los fundamentos de la ingeniería electroquímica con la finalidad de describir las diferentes operaciones de transformación de la materia (física y/o química) involucradas en la ingeniería química tradicional. La aplicación de estos fundamentos permitirá estudiar la termodinámica de celdas electroquímica, cinética de reacciones químicas, transferencia de masa en medios iónicos y la implementación de la electroquímica en la industria moderna. La relevancia de esta asignatura, en el contexto de la ingeniería química, se debe, fundamentalmente, a tres aspectos de actual importancia: 1. La necesidad de describir, fenomenológicamente, los procesos industriales de la purificación de cobre, aplicación del litio e hidrógeno verde. 2. Diseñar nuevas rutas de procesos productivos mediante la aplicación de la electroquímica. 3. Extender el conocimiento obtenido en los cursos fundamentales a situaciones donde exista la presencia del campo eléctrico. Debido al programa de esta asignatura, se requiere que los estudiantes tengan conocimientos en termodinámica, reactores químicos, transferencia de materia y fenómenos de transporte.

Esta asignatura estudia los fundamentos de la ingeniería de interfases y sistemas coloidales. El enfoque es de primeros principios pero con atención a aplicaciones. Asignatura orientada a estudiantes de ingeniería y ciencias básicas interesados en procesos de separación líquido-líquido, líquido-sólido e ingeniería de interfases. La asignatura tiene impacto en áreas tales como adsorción, lixiviación, flotación, secado, filtración, condensación, evaporación, nucleación, adhesión, recubrimiento, corrosión, drenaje, embebido, migración de resinas.

Esta asignatura introduce al alumno en el manejo y estudio computarizado de las operaciones de transferencia de materia, calor y cantidad de movimiento, para seguidamente profundizar en la optimización de procesos químicos, tanto en estado estacionario como dinámico. Este enfoque busca proporcionar una herramienta de trabajo que permita validar nuevos procesos para ser utilizados como herramientas predictivas de sistemas, y explorar condiciones extremas o mezclas toxicas donde la experimentación directa esta´ restringida. Esta asignatura tributa a las siguientes competencia del graduado: • mostrar manejo conceptual, teórico y metodológico en ingeniería qui´mica. • caracterizar y analizar críticamente fenómenos y procesos propios de la ingeniería qui´mica y sus campos afines. • evaluar y proponer soluciones a problemas asociados a la especialidad, en forma individual o integrando equipos de investigación. • desarrollar investigación para generar conocimiento científico validado y comunicarlo en contextos académicos y tecnológicos.

Asignatura electiva que trata conceptos teóricos y prácticos relacionados con los procesos que integran las biorrefinerías. Entrega al alumno información básica y fundamental de los procesos termoquímicos, químicos y bioquímicos que se pueden desarrollar en una biorefinería, ya sea integrada o independiente. Es una asignatura donde se integran y aplican conocimientos de ciencias básicas y de ingeniería considerando conceptos de química, proceso químicos (reacciones), eficiencia energética, manejo sustentable y producción limpia con especial enfoque en la utilización de materiales lignocelulósicos como materia prima, ya sean desechos forestales o plantaciones endroenergéticas de chile.

Asignatura orientada a profundizar en los principios teóricos y procedimientos experimentales aplicados en las reacciones heterogéneas catalizadas. La asignatura entrega herramientas para diseñar e interpretar estudios cinéticos que involucran reacciones de catálisis heterogénea. Se desarrolla una metodología para deducir mecanismos de reacción, expresiones de velocidad y selectividad. Se analizan y discuten mediciones experimentales de velocidad de reacción sobre la base de las propiedades físico-químicas de las superficies involucradas, los modelos teóricos disponibles y los métodos de cálculo modernos orientados a predecir datos cinéticos y termodinámicos de reacciones relevantes catalizadas por superficies activas. Esta asignatura tributa a las siguientes competencia del graduado:.

Esta asignatura entrega a los alumnos fundamentos de estadística que les permitan conocer, seleccionar, aplicar e interpretar diferentes pruebas estadísticas a un conjunto de datos científicos, así como el diseño experimental de éstos, empleando un sistema computacional moderno que les ayude al planteamiento e interpretación de los resultados.

Asignatura de especialización que entrega al estudiante conocimientos en las áreas de producción sustentable, economía circular, química verde y evaluación de ciclo de vida de productos y procesos, aportando principios fundamentales y prácticas para las siguientes competencias del perfil del graduado:.

Presentación integrada, en aspectos tanto ‘teóricos’ como prácticos, del proceso de la investigación, la formulación de hipótesis y objetivos, la formulación y validación del título (o tema) de la potencial publicación, así como la presentación y discusión de sus resultados.

Curso teórico-práctico que brinda al estudiante los fundamentos científicos y tecnológicos para seleccionar técnicas apropiadas de caracterización tales como mecánicas, reológicas, térmicas, morfológicas y estructurales e interpretar correctamente sus resultados como competencias fundamentales para el futuro investigador en ciencias de la ingeniería. En este curso los alumnos tendrán oportunidad de conocer las técnicas esenciales de caracterización, comprender los principios físicos en los que se basan y experimentar los aspectos prácticos de su uso en el caso de aquellas técnicas disponibles en los laboratorios del departamento de ingeniería química y otras reparticiones de la universidad. Además, se procesarán y analizarán los datos obtenidos como insumo en las experiencias prácticas.

La asignatura presenta formalmente herramientas complementarias de decisión basadas en fundamentos matemáticos, para la formulación y resolución de problemas de optimización relacionados con procesos de ingeniería química.

Asignatura que aborda los aspectos fundamentales del fenómeno de la corrosión química y electroquímica que sufren los metales en la industria de procesos. Analiza la termodinámica y cinética de los sistemas de corrosión, los diferentes tipos en las que se manifiesta, así como los factores internos y externos que influyen en el fenómeno. Profundiza en los diferentes métodos de protección contra la corrosión de los metales en diferentes medios en la industria de procesos.

DIRECCIÓN PROGRAMA

Katherina Fabiola Fernandez Elgueta

Doctor en Ciencias de la Ingeniería, Pontificia Universidad Católica de Chile (2007)

email kfernandeze@udec.cl

CONTACTO

Karin Marcela Garces Garrido

call (56-41) 220 3657

email karingarces@udec.cl

public Sitio Web

MÁS INFORMACIÓN

Guías de Tesis

Claudio Rodrigo Aguayo Tapia

Doctor en Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción

mail_outline caguayo@udec.cl

Doctorado en Ciencias de la Ingeniería con Mención en Ingeniería Química

Grado

Duración

Jornada

Modalidad

Campus

Arancel 2024

Presentación

Objetivos

Líneas de Investigación

Requisitos de Admisión

Perfil de Graduación

Asignaturas

Termodinámica Avanzada 19 - Créditos SCT

Fenómenos de Transporte 10 - Créditos SCT

Análisis de Reactores Químicos 10 - Créditos SCT

Análisis Numérico en Ingeniería Química 10 - Créditos SCT

Simulación Molecular de Fluidos6 - Créditos SCT

Tecnologías de Procesamiento y Reciclaje de Polímeros4 - Créditos SCT

Termodinamica Interfacial10 - Créditos SCT

Química Teórica Aplicada a la Resolución de Problemas Industriales2 - Créditos SCT

Síntesis y Aplicaciones de Nanomateriales Funcionales6 - Créditos SCT

Ingenieria Electroquimica Aplicada6 - Créditos SCT

Fundamentos de Ingenieria de Interfases y Sistemas Coloidales6 - Créditos SCT

Diseño y Simulación de Procesos Químicos6 - Créditos SCT

Biorrefinerías6 - Créditos SCT

Reacciones Catalíticas en Superficies6 - Créditos SCT

Tratamiento Estadístico de Datos y Diseño de Experimentos6 - Créditos SCT

Sistemas de Producción Sustentable6 - Créditos SCT

Metodología de la Investigación Científica6 - Créditos SCT

Fundamentos en la Caracterización de Materiales6 - Créditos SCT

Métodos de Optimización en Ingeniería Química6 - Créditos SCT

Corrosión y Protección de Metales en la Industria de Procesos6 - Créditos SCT

DIRECCIÓN PROGRAMA

Katherina Fabiola Fernandez Elgueta

CONTACTO

Karin Marcela Garces Garrido

MÁS INFORMACIÓN

Guías de Tesis

Claudio Rodrigo Aguayo Tapia

Gerard Alonso Benito

Tatiana María Bustamante Betancur

Johanna Marcela Castaño Agudelo

Katherina Fabiola Fernandez Elgueta

Ximena Andrea García Carmona

José Matías Garrido Acuña

Romel Mario Jimenez Concepcion

Alejandro Iván Karelovic Burotto

Teresita Graciela Marzialetti

Sergio Andrés Mejía Matallana

Luis Felipe Montoya Rendon

Miguel Angel Pereira Soto

Luis Humberto Pino Soto

Marlene Doris Roeckel Von Bennewitz

Bruno Felipe Urbano Cantillana

Colaboradores

Diego Edgardo Becerra Riquelme

Víctor Gabriel Guzmán Fierro

Oscar Enrique Valerio González

Claudio Alfredo Zaror Zaror