EL ROL DE LA FISICOQUÍMICA EN LA INGENIERÍA DE PROCESOS: OPORTUNIDADES DE INTERACCIÓN

Resumen

Desde la aparición de las carreras de Ingeniería Química a fines del siglo XIX, el concepto dominante era poder desarrollar soluciones técnicas sistemáticas en las diferentes áreas de la producción industrial, abrevando de las fuentes de la matemática, la física y la química. Las ciencias biológicas se incorporarían más tarde.
En este contexto, desde los inicios de la Ingeniería Química y tal como se mantiene en la actualidad, la Fisicoquímica integra los planes de estudio como “tecnología básica” sobre las que se apoyarán las asignaturas más específicas del ciclo superior (1). Si bien ciertas temáticas de la Fisicoquímica han logrado autonomía dentro de la currícula de Ingeniería Química (ej.: termodinámica de procesos, fenómenos de transporte), las asignaturas de Fisicoquímica han conservado para sí las temáticas de termodinámica y cinética de las reacciones químicas, electroquímica, fenómenos de superficie y macromoléculas. En esta presentación se quiere poner de relieve la importancia de la Ingeniería Química como vehículo a través del cual los conocimientos de Fisicoquímica alcanzan su aplicación en la industria.
El segundo objetivo de esta presentación, quizás en un proceso inverso, busca mostrar cómo los desarrollos de la Optimización de Procesos, disciplina de la Ingeniería Química, resultan útiles para resolver problemas de Fisicoquímica puros. Como ejemplo propongo comentar tres casos exitosos muy variados que dan cuenta de esta interacción:
(a) predecir el grado de micelización de mezclas de surfactantes mediante modelos orientados a ecuaciones (2).
(b) predecir la forma espacial (estructuras ternarias y cuaternarias) de polipéptidos mediante algoritmos de optimización combinatoria o sus aproximaciones discretas (3).
(c) desarrollar formulaciones de programación no lineal mixtas enteras para la optimización del diseño de moléculas, por ejemplo, de líquidos iónicos de utilidad para la deshidratación industrial de etanol (4).
Referencias
1) Cameron, I. T., Engell, S., Georgakis, C.,… Comp. Chem. Eng., 2019, 126, 102-112.
2) Pereyra, R. B., Schulz, E. P., Durand, G. A.,… Ind. Eng. Chem. Res. 2017, 56 (39) 10972-10980.
3) Sahinidis, N. S., Comp. Chem. Eng., 2009, 33 (12), 2055-2062.
4) Chávez-Islas, L: M., Vasquez-Medrano, R., Flores-Tlacuahuac, A., Ind. Eng. Chem. Res., 2011, 50 (9), 5153-5168.