EGEL Plus Ingeniería Química common mistakes
EGEL Plus Ingeniería Química · Understand the traps and how to avoid them.
Plantear el balance de materia global sin fijar primero la base de cálculo y las fronteras del sistema, y luego arrastrar unidades inconsistentes (kg/h mezclados con mol/h o con fracciones másicas y molares) hasta que el resultado numérico no cierra.
En el examen los enunciados suelen dar composiciones en fracción molar pero flujos en masa, y la prisa lleva a operar números directamente sin convertir. El candidato recuerda el procedimiento general pero no institucionaliza el paso de 'definir base y sistema', que es donde se evita el 80% de los errores de arrastre.
What to do instead
Antes de escribir ecuaciones, anotar en el margen: (1) base de cálculo (p. ej. 100 mol de alimentación o 1 h de operación), (2) frontera del sistema dibujada, (3) tabla de corrientes con unidades homogéneas y conversión explícita con pesos moleculares. Verificar grados de libertad (incógnitas = ecuaciones independientes) antes de resolver. Al final, comprobar que el balance global y por componente cierran simultáneamente.
Aplicar la ecuación de Arrhenius o el diseño de reactor usando la temperatura en °C en lugar de kelvin, o confundir k con K (constante de velocidad vs. constante de equilibrio), obteniendo energías de activación o volúmenes de reactor absurdos.
El candidato domina la fórmula pero bajo presión copia el dato tal como aparece en el enunciado. Además, muchos textos de repaso usan notación ambigua, y el error no se detecta porque el resultado 'parece' razonable dentro de un rango amplio.
What to do instead
Regla mecánica: toda T que entre en una exponencial o en la ley de gases se convierte a K en el primer renglón. Escribir la ecuación con unidades: k = A·exp(−Ea/(R·T)) con R = 8.314 J/(mol·K). Hacer un análisis de sensibilidad rápido: duplicar T en K no debe cambiar k por órdenes de magnitud irracionales. Distinguir explícitamente k (cinética) de K (equilibrio) en la nomenclatura del examen.
Elegir el modelo de reactor (CSTR, PFR, batch) por costumbre o por el dibujo, sin comparar el tiempo espacial, el volumen requerido y el efecto de la conversión sobre la selectividad cuando hay reacciones múltiples.
El candidato memoriza que 'PFR es más eficiente' y lo aplica indiscriminadamente, ignorando que para cinéticas con orden negativo, autocatalíticas o con restricciones de mezclado el CSTR puede ser preferible, y que en reacciones en paralelo la selectividad depende del perfil de concentración, no solo del tipo de reactor.
What to do instead
Para cada problema, calcular el volumen o tiempo espacial con ambos modelos y comparar; usar el criterio de Levenspiel (áreas en el gráfico 1/−r_A vs. X) para justificar la elección. En reacciones múltiples, escribir primero las leyes de velocidad de cada reacción y determinar qué concentración favorece el producto deseado antes de seleccionar el reactor. Justificar la respuesta con el criterio, no con la intuición.
Resolver problemas de transferencia de calor o masa sin verificar la consistencia de las resistencias en serie: sumar resistencias convectivas y conductivas sin convertir correctamente áreas (placas planas vs. cilindros) ni distinguir coeficiente global U referido al área interna o externa.
Las fórmulas de resistencia térmica se memorizan para pared plana y se trasladan a geometrías cilíndricas sin el factor de área logarítmica. El error se propaga silenciosamente porque las magnitudes siguen siendo plausibles.
What to do instead
Escribir siempre U·A = 1/ΣR y etiquetar cada R con su área de referencia: R_cond = ln(r2/r1)/(2πkL) para cilindros, R_conv = 1/(hA). Indicar explícitamente si U es interna o externa y convertir entre ambas con U_i·A_i = U_o·A_o. Verificar que la unidad final de Q sea W y que el flujo de calor sea continuo a través de cada capa.
En operaciones de separación (destilación, absorción, extracción), leer la línea de operación o el número de etapas sin fijar la condición de reflujo (total, mínimo, de operación) ni la ubicación del plato de alimentación, y reportar un número de etapas que no corresponde al reflujo especificado.
El candidato sabe trazar escalones entre la curva de equilibrio y la línea de operación, pero no relaciona el reflujo con la pendiente de la línea de operación ni verifica que la alimentación se introduce en la etapa correcta. Bajo tiempo limitado, omite el chequeo de coherencia.
What to do instead
Antes de graficar, calcular R_min (por la intersección con la línea q o por Underwood) y fijar R = 1.2–1.5·R_min si el enunciado no lo da. Determinar la línea q según la condición térmica de la alimentación. Contar etapas desde el condensador hasta el hervidor y ubicar la alimentación donde la etapa cambia de rectificación a agotamiento. Verificar que el número de etapas sea finito y mayor que el mínimo teórico.
Confundir régimen laminar y turbulento, o aplicar correlaciones empíricas (Nusselt, Darcy-Weisbach, Colebrook) fuera del rango de validez de Reynolds, rugosidad relativa o Prandtl para el que fueron obtenidas.
El candidato conoce el número de Reynolds pero no verifica los límites de las correlaciones; en el examen se presentan datos que caen en transición o en régimen laminar y se fuerza la fórmula turbulenta porque es la más memorizada.
What to do instead
Calcular Re primero y clasificar el régimen antes de elegir la correlación. Anotar junto a cada fórmula su rango de validez (p. ej., Dittus-Boelter para Re > 10 000 y 0.7 < Pr < 160). En transición, declarar la incertidumbre o usar correlaciones específicas. Verificar el resultado con un balance de energía global (calor perdido = calor ganado) y con el orden de magnitud esperado del coeficiente h.
Plantear el balance de energía sin distinguir entalpía de energía interna, o sin incluir calores de reacción y de disolución, tratando un proceso con reacción como si fuera solo sensible.
La ecuación de balance de energía se reduce a 'entra menos sale' y se omite el término de calor de reacción o el cambio de fase. El candidato no identifica si el proceso es isotérmico, adiabático o con intercambio, y el resultado difiere por órdenes de magnitud.
What to do instead
Clasificar el proceso primero: isotérmico, adiabático o no adiabático; con o sin reacción; con o sin cambio de fase. Escribir el balance completo: ΣH_salida − ΣH_entrada = Q − W, y añadir el término de calor de reacción referido a un estado de referencia explícito (25 °C, elementos). Usar capacidades caloríficas medias y verificar que las unidades de Q y W sean coherentes (J/s o kW).
En control de procesos, sintonizar o analizar un lazo PID sin identificar la función de transferencia del proceso ni el tipo de respuesta (subamortiguada, sobreamortiguada), y confundir acción directa con inversa al cerrar el lazo.
El candidato memoriza reglas de sintonización (Ziegler-Nichols) pero no verifica la estabilidad ni el signo de la ganancia del controlador. En el examen se presentan diagramas de bloques y se elige el controlador por intuición.
What to do instead
Determinar primero la ganancia estática y el signo del proceso (válvula, sensor, proceso) para fijar acción directa o inversa. Calcular la función de transferencia en lazo cerrado y analizar polos o margen de fase antes de proponer ganancias. Aplicar Ziegler-Nichols solo tras obtener Ku y Pu experimentalmente o del modelo, y verificar el sobreimpulso y el tiempo de establecimiento resultantes. Justificar la elección P, PI o PID según el error en estado estacionario requerido.
En seguridad e higiene, resolver escenarios de riesgo sin cuantificar consecuencias (dispersión de gas, incendio, explosión) ni distinguir peligro de riesgo, y omitir la jerarquía de controles al proponer medidas.
El candidato responde con listas genéricas de EPP o procedimientos, sin aplicar metodologías como HAZOP, análisis de árbol de fallas o modelado de dispersión, y sin relacionar la probabilidad con la severidad. Esto refleja falta de práctica en el enfoque cuantitativo del examen.
What to do instead
Estructurar la respuesta en cuatro pasos: identificar el peligro, estimar probabilidad y severidad (matriz de riesgo), calcular consecuencias con un modelo simple (p. ej., distancia de dispersión, sobrepresión de explosión) y proponer controles en orden jerárquico: eliminación, sustitución, ingeniería, administrativos y EPP al final. Citar la normativa aplicable y verificar que la medida propuesta reduzca el riesgo residual a un nivel aceptable.
En gestión de proyectos de ingeniería, estimar costos o plazos sin incluir contingencias, sin distinguir costos de capital (CAPEX) de operación (OPEX) y sin actualizar flujos de efectivo a valor presente para comparar alternativas.
El candidato confunde el costo de equipo con el costo instalado y no aplica factores de Lang ni índices de actualización. Al comparar alternativas, suma costos nominales de años distintos sin descontar, lo que invalida la decisión económica.
What to do instead
Separar CAPEX (equipo, instalación, instrumentación, contingencia del 10–20%) de OPEX (materias primas, energía, mantenimiento). Aplicar factores de instalación y actualizar con índices de costos al año base. Para comparar alternativas, calcular VPN o TIR con una tasa de descuento declarada y un horizonte común. Verificar que la alternativa elegida sea la de mayor VPN y no la de menor costo inicial.