La ingeniería Química

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¿QUE ES LA INGENIERIA QUIMICA?

— (*) Reimpreso con permiso de “Frontiers in Chemical Engineering” Copyright GH 1988 por la National Academy of Sciences. Cortesía de la National Academy Press, Washington. D.C.
(1) Frontiers in Chemical Engineering. Research Needs and Opportunities. National Research Council. National Academy Press, Washington, D; C., 198& En ocasión del centenario de la Ingeniería Química, el Consejo Nacional de Investigación de Estados Unidos creó en 1988 un comité encargado de estudiarlas fronteras de esa disciplina y las necesidades y oportunidades de la investigación.

El comité, presidido por el profesor NoeI R. Amundson, de la Universidad de Houston, constituyó paneles sobre Ingeniería Bioquímica y Biomédica; Dispositivos y Materiales Electrónicos, Fotónicos y Registradores; Materiales Avanzados; Procesamiento de Recursos Energéticos y Naturales; Protección y Seguridad Ambientales y Substancias Peligrosas; Procesos Asistidos por Computación e Ingeniería de Controles; Ingeniería de Superficie e Interfacial.

El Informe (1) fue re visado por un grupo de representantes de la Academia Nacional de Ciencias, la Academia de Ingeniería y el Instituto de Medicina. El texto siguiente pertenece al preámbulo de ese documento. El informe original completo está a disposición de los asociados en la oficina de la AID.

La Ingeniería Química tiene un rico pasado y un brillante futuro. En poco más de un siglo sus practicantes han erigido una gran parte de la infraestructura tecnológica de la sociedad moderna, En los 10 o 15 años venideros, la Ingeniería Química evolucionará para afrontar desafíos que abarcan una amplia gama de disciplinas intelectuales y escalas físicas (desde la escala molecular hasta la escala planetaria). Y los ingenieros químicos, gracias a sus fuertes vínculos con las ciencias moleculares, serán los “investigadores interfaciales” que unirán la ciencia con la ingeniería en los ámbitos multidisciplinarios donde surgirá una pléyade de nuevas tecnologías.

PARADIGMAS TRADICIONALES DE LA INGENIERIA QUÍMICA

Toda disciplina científica tiene su propio conjunto de problemas y métodos sistemáticos para solucionarlos, es decir, su paradigma. La Ingeniería Química no es una excepción. Desde su nacimiento en el siglo pasado, su modelo intelectual básico ha experimentado una serie de cambios dramáticos. Cuando el Massachusetts Institute of Technology (MIT) inició en 1888 un programa opcional de Ingeniería Química en su departamento de química, el curriculum se basaba en la descripción de operaciones industriales y estaba organizado por productos concretos. Pronto se advirtió la falta de un paradigma. Se necesitaba una mejor base intelectual porque el conocimiento de una industria química era a menudo diferente del conocimiento de otras industrias, del mismo modo que la industria del ácido sulfúrico es muy diferente de la del aceite lubricante.

UN NUEVO PARADIGMA PARA LA INGENIERIA QUIMICA

Dentro de pocos años el efecto combinado de los adelantos intelectuales, los desafíos tecnológicos y las fuerzas económicas transformará la naturaleza de la Ingeniería Química y el trabajo de los ingenieros químicos. Una de las principales fuerzas impulsoras de esta evolución será la cantidad de nuevos productos y materiales que entrarán al mercado en las dos décadas próximas. Ya sea que provengan de la industria biotecnológica, de la industria electrónica o de la industria de los materiales de alta performance, la utilidad de estos productos dependerá críticamente del diseño y la estructura a nivel molecular. Requerirán procesos de manufactura que permitan controlar con precisión su estructura y composición química. Esas demandas generarán nuevas oportunidades para los ingenieros químicos, tanto en el diseño de los productos como en la renovación de los procesos. La segunda fuerza que contribuirá al nuevo paradigma de la Ingeniería Química es el aumento de la competencia en el mercado mundial. La calidad y la performance de los productos son más importantes que nunca para el éxito en esa competencia. La tercera fuerza que moldeará el futuro de la Ingeniería Química es la creciente conciencia social de los riesgos sanitarios y ambientales derivados de la producción, el transporte y la utilización de productos químicos y la eliminación de sus residuos. La sociedad moderna no tolerará la repetición de incidentes como el derrame de isocianato de metilo en Bhopal (1985) y la contaminación del Rhin (1986). La profesión deberá asumir la responsabilidad de actuar como guardián desde la cuna a la tumba de los productos químicos, asegurando su utilización en condiciones de seguridad ambiental. La cuarta y más importante de las fuerzas que afectarán la evolución de la Ingeniería Química es la curiosidad intelectual de los propios ingenieros químicos. A medida que extienden los límites de las ideas y concepciones pasadas, los investigadores en Ingeniería Química crean los nuevos conocimientos e instrumentos que habrán de afectar profundamente la formación y la práctica de la próxima generación de ingenieros químicos. El foco de la Ingeniería Química ha estado siempre en los procesos industriales que cambian el estado físico ola composición química de los materiales. Los ingenieros químicos trabajan en la síntesis, el diseño, el ensayo, la escalación, la operación, el control y la optimización de tales procesos. El nivel tradicional de magnitud y complejidad al que han trabajado sobre esos problemas podrían calificarse como de mesoescala. Como ejemplos de esta escala pueden citarse los reactores y equipos para procesos simples (operaciones unitarias) y combinaciones de esas operaciones en plantas industriales. En el futuro, la investigación a la mesoescala será complementada por un estudio más profundo de los fenómenos que ocurren en la dimensión molecular -microescala – y en las dimensiones de sistemas extremadamente complejos – macroescala. Los ingenieros químicos del futuro integrarán una variedad mayor de escalas que cualquier otra rama de la ingeniería. Por ejemplo, habrá quienes trabajen para relacionar la macroescala del ambiente con la mesoescala de la combustión y la microescala de las reacciones moleculares. Incorporarán a la investigación y la práctica nuevos instrumentos y conceptos procedentes de otras disciplinas: biología molecular, química, física del estado sólido, ciencia de los materiales, ingeniería eléctrica. Harán más uso de las computadoras, la inteligencia artificial y la ingeniería de sistemas para la resolución de problemas, el diseño de productos y procesos y la producción industrial. Des importantes novedades formarán parte de esta transformación de la disciplina: –Los ingenieros químicos tendrán mayor intervención en el diseño de productos como complemento del diseño de procesos. Dado que las propiedades de un producto dependen cada vez más del proceso de producción, la distinción tradicional entre diseño de proceso y de producto tenderá a borrarse. Los ingenieros químicos serán frecuentes participantes en esfuerzos multidisciplinarios de investigación. La posición de la Ingeniería Química como la disciplina más fuertemente vinculada a las ciencias moleculares constituye una ventaja, dado que dichas ciencias son las que plantan las semillas de las tecnologías de mañana. La Ingeniería Química tiene un brillante futuro como la “disciplina interfacial” que servirá de puente entre la ciencia y la ingeniería en el ámbito multidisciplinario que verá nacer las nuevas tecnologías. Ciertas cosas, sin embargo, no cambiarán. La filosofía que orienta la formación de los ingenieros químicos – apoyada en principios fundamentales inmunes a los cambios en su esfera de aplicación – debe permanecer incambiada para que los profesionales del futuro puedan dominar los problemas que se les presentarán. Al mismo tiempo, la manera en que esa filosofía asuma forma concreta en los programas y requisitos docentes deberá responder a las nuevas necesidades y situaciones.