¿Qué es la Ingeniería Química? 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. Operaciones unitarias El primer paradigma para la disciplina se basó en el concepto unificador de las 'operaciones unitarias', propuesto por Arthur D. Little en 1915. Se desarrolló en respuesta a la necesidad de la producción económica en gran escala de productos primarios. Dicho concepto sostenía que todo proceso de manufactura química podía resolverse en una serie coordinada de operaciones tales como pulverización, desecación, calcinación, cristalización, filtración, evaporación, destilación, electrólisis y así sucesivamente. Por ejemplo, el estudio académico de los aspectos específicos de la fabricación de trementina podía ser reemplazado por el estudio genérico de la destilación, proceso que era común a muchas otras industrias. Una forma cuantitativa del concepto de operación unitaria apareció alrededor de 1920, justo a tiempo para la primera crisis gasolinera de Estados Unidos. El rápido crecimiento del parque automotor presionaba fuertemente sobre la capacidad productiva de las fuentes naturales de gasolina. La capacidad de los ingenieros químicos para caracterizar cuantitativamente operaciones unitarias tales como la destilación permitió el diseño racional de las primeras refinerías modernas de petróleo. Así empezó el 'boom' del empleo de ingenieros químicos en la industria petrolífera. Durante este periodo de desarrollo rápido de las operaciones unitarias se introdujeron o perfeccionaron otros instrumentos analíticos clásicos de la Ingeniería Química. Entre estos se incluían los estudios del balance material y energético de los procesos y de las bases termodinámicas de los sistemas de multicomponentes. Los ingenieros químicos ayudaron a Estados Unidos y sus aliados a ganar la Segunda Guerra Mundial. Desarrollaron la producción de caucho sintético para reemplazar las fuentes de abastecimiento capturadas por los japoneses a principios de la guerra. Suministraron el uranio-235 necesario para construir la bomba atómica, escalando en un solo paso el proceso de manufactura desde el laboratorio hasta la mayor planta industrial jamás edificada. Contribuyeron a perfeccionar la producción de penicilina, que salvó cientos de miles de vidas de soldados heridos. El examen de este aporte demuestra el grado de refinamiento alcanzado por la Ingeniería Química en la década de los 40. La penicilina había sido descubierta antes de la guerra, pero solo podía prepararse en soluciones muy diluidas, impuras e inestables. Hasta 1943, cuando entraron en el proyecto los ingenieros químicos, los fabricantes utilizaban un proceso de purificación por lotes que destruía o inactivaba las dos terceras partes de la penicilina producida. Al cabo de siete meses de trabajo, los ingenieros químicos de una empresa petrolífera (la Shell Development Company), aplicando su conocimiento de los principios generales de ingeniería a la construcción de una planta integrada, llegaron a procesar 200 galones de caldo de fermentación por día, con un índice de recuperación de penicilina pura del 85 por ciento. Una vez que este proceso fue adoptado por cuatro empresas la producción del antibiótico aumentó desde un nivel que en 1943 permitía sostener el tratamiento de 4100 pacientes por mes hasta un nivel, a mediados de 1944, equivalente a casi 250.000 tratamientos por mes. Otro problema que dificultaba el envío de la penicilina al frente era la inestabilidad del producto en solución. Se necesitaba una forma estable que permitiera el almacenaje y el despacho a hospitales y clínicas. El proceso de congelación y desecación - en que la solución de penicilina era congelada y luego sometida al vacío para extraer el hielo en forma de vapor de agua - parecía ser el mejor, pero nunca había sido aplicado a escala industrial. Un programa acelerado de estudios emprendido por ingenieros químicos del MIT logró una comprensión de los fenómenos básicos que hizo factible la construcción de plantas de producción. El avance de la ingeniería científica El pináculo de la dominación americana en la industria química después de la Segunda Guerra Mundial vio el gradual agotamiento de la investigación sobre operaciones unitarias convencionales. Esto condujo a un segundo paradigma para la Ingeniería Química, iniciado por el avance de la ingeniería científica. Descontentos con la descripción empírica del funcionamiento de los equipos de procesamiento, los ingenieros químicos empezaron a reexaminar las operaciones unitarias desde un punto de vista más fundamental. Los fenómenos que ocurren en las operaciones unitarias fueron reducidos a conjuntos de eventos moleculares. Se elaboraron modelos mecánicos cuantitativos de estos eventos, que se utilizaron para analizar los equipos existentes y diseñar nuevos equipos de procesamiento. También se hicieron modelos matemáticos de procesos y reactores, que se aplicaron a industrias de capital intensivo, como la de productos petroquímicos primarios. La capacitación de ingenieros Químicos en la actualidad Paralelamente al avance de la ingeniería científica evolucionó el núcleo curricular de la Ingeniería Química, hasta alcanzar su estado actual. Tal vez más que cualquier otro factor, di núcleo curricular es responsable por la confianza con que los ingenieros químicos integran el conocimiento de muchas disciplinas en la solución de problemas complejos. El núcleo curricular suministra conocimientos de las ciencias básicas: matemáticas, física y química. Esta base es necesaria para emprender el estudio riguroso de los temas centrales de la Ingeniería Química, a saber: -termodinámica y cinética de multicomponentes -fenómenos de transporte -operaciones unitarias -diseño y control de procesos -diseño de plantas e ingeniería de sistemas. Esta capacitación ha permitido que los ingenieros químicos adquieran protagonismo en esferas interdisciplinarias tales como catálisis, combustión, ingeniería electroquímica y ciencia y tecnología de los coloides y los polímetros. Un nuevo paradigma para la Ingenieria QuÍmica 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. Dos 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. Conversion de fructosa: ejemplo de proceso controlado El jarabe de maíz rico en fructosa ha sustituido a la sacarosa como endulzante de la mayor parte de las bebidas sin alcohol de consumo masivo en todo el mundo. La producción de jarabe, que ha adquirido gran importancia en nuestro país, ofrece un excelente ejemplo de aplicación de los principios generales de la ingeniería química al diseño y control de un proceso industrial en condiciones óptimas de eficiencia, economía y adecuación a las demandas del mercado. Para ello fue preciso desarrollar y combinar dos bioprocesos distintos y escalarlos a volumen de fábrica: la producción de isomerasa y la conversión de dextrosa en fructosa. La obtención de isomerasa por fermentación es un proceso relativamente rápido, que depende de algunas variables críticas: mantenimiento de la esterilidad, manejo de las transferencias de masa y calor, control de los niveles de ~2 y C02, regulación de presión, temperatura y tenor en dextrosa. La solución debe ser cuidadosamente mezclada durante la fermentación, pues la agitación puede dañar las células y matar los microorganismos generadores o entorpecer la recuperación de la enzima del caído de cultivo. Los ingenieros químicos se especializan en resolver esta clase de problemas. La conversión del jarabe de dextrosa en jarabe con alto contenido en fructosa requiere dos nuevas operaciones de ingeniería química. La primera es la rigurosa purificación de la dextrosa para eliminar los contaminantes capaces de inactivar la enzima. El jarabe es sometido a desmineralización, filtración y refinación sobre carbono activo tratado con un co-catalizador magnésico y llevado al nivel adecuado de temperatura y acidez. Luego se pasa a la segunda operación: se hace descender la dextrosa por una columna que contiene la isomerasa aislada sobre un transportador. El proceso de isomerización puede acelerarse o retardarse, según la demanda del producto final en las distintas estaciones del año. En verano se aumenta el flujo de dextrosa en la columna, elevándose la temperatura, con lo que se acorta la vida útil de la enzima. En los meses fríos se invierten esos parámetros, reduciéndose el consumo de enzima. La economía total de la industria, por lo tanto, es función directa de un control estricto del proceso en todas sus etapas. Concreto de alta tecnologia Por tratarse de un material tan común y de bajo costo, no se suele pensar que el concreto pueda tener aspectos de alta tecnología. Sin embargo, las investigaciones sobre nuevos aditivos químicos y minerales han puesto en relieve la complejidad de las reacciones que se producen durante el fraguado y han permitido introducir mejoras en la estructura del concreto. Se han encontrado maneras de reducir la porosidad y reforzar los enlaces entre partículas, con lo que se ha podido elevar la resistencia del concreto a la compresión desde 6000 psi a mas de 40.000 psi. El secreto de esta alta performance radica en el uso de substancias químicas que modifican las superficies y las interfases del material grueso. Los mejores aditivos son poderosos surfactantes, conocidos como superplastificantes, y deshidratantes, que reducen la porosidad del concreto fresco antes de que se endurezca, sin alterar sus propiedades útiles. La adición de minerales muy divididos, como microsilice, combinados con un superplastificante, mejora notablemente características tales como la resistencia a la abrasión y a la desintegración por acción de sales, agua marina y ciclos de calor-frío. Una mayor atención a los problemas de ingeniería superficial e interfacial del concreto redundará en la mayor duración de obras públicas, la reducción de los costos de mantenimiento y el hallazgo de nuevos usos para ese noble material. Interferón para la lucha contra el cancer Una de las terapias más prometedoras para ciertos tipos de tumores malignos se basa en el uso de interferón, proteína que existe en ínfimas cantidades en el cuerpo humano, como parte esencial del sistema de inmunidad natural. Se puede producir interferón fuera del cuerpo humano en cultivos de células linfoblastoides modificadas. Hasta hace poco años esos cultivos eran viables únicamente en volúmenes de unos pocos cientos de mililitros. Los ingenieros químicos han desarrollado reactores para el cultivo aséptico de células humanas en una escala 100.000 veces mayor, lo que ha hecho posible la producción de interferón en cantidades prácticas. Los problemas aparecidos en esta escala ilustran las dificultades de aplicar los principios de la ingeniería química a los procesos vitales. Se puede alcanzar un rendimiento del 20 por ciento de interferón a partir de un cultivo celular, pero 19s primeros resultados no superaban el 5 por ciento. Eso se debía a que, como subproducto del cultivo, aparecía una proteasa, es decir, una enzima proteolítica, destructora del interferón. Los ingenieros químicos cooperaron con los bioquímicos en el diseño de inhibidores de la proteasa e hicieron un aporte crucial al idear un proceso continuo de corta duración que minimizaba la exposición del interferón a la enzima. También desarrollaron sistemas de separación cromatográfica que mejoraron el rendimiento, extrayendo el interferón de la mezcla de reacción en forma más rápida y eficiente. Terapia biotecnologica de afecciones cardiacas Las oclusiones arteriales y venosas causadas porcoágulos sanguíneos constituyen una de las principales causas de muerte en todo el mundo. Hasta hace poco tiempo solamente se conocían dos substancias, la uroquinasa y la estreptoquinasa, capaces de destruir coágulos. El tratamiento tiene riesgos dado que ambos agentes, por carecer de especificidad contra los coágulos, pueden desencadenar la caída del sistema hemostático y conducir a la hemorragia general. Un adelanto reciente en la terapia cardiaca utiliza una enzima, el activador de plasminógeno tipo tisular, (APT), que es un componente de la sangre normal. Administrado en cantidades muy altas, este agente reduce el tiempo de destrucción de coágulos de una semana a menos de una hora. Pero este dramático resultado requiere concentrar el APT contenido en 50.000 litros de sangre humana, con el consiguiente costo prohibitivo (alrededor de 100 dólares por dosis). que hace imposible la extensión del tratamiento. Los químicos moleculares han logrado efectuar la donación de la molécula de APT y su expresión en células de mamíferos, en lugar de bacterias, para facilitar la multiplicación. Se ha producido una molécula que tiene el mismo plegado, los enlaces internos y la cobertura de azúcar residual de la proteína natural. Ahora, los ingenieros bioquímicos han desarrollado los métodos de cultivo celular y de purificación que se requieren para satisfacer una demanda creciente en cantidad y exigente en calidad dada la pureza necesaria para el uso seguro del producto. La disminución de los costos de producción en todos sus rubros sigue siendo un problema mayor para poder poner el APT al alcance de todos los que lo necesitan. El desafío para la ingeniería química es tan claro como urgente. (*) 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&

El Ingeniero Químico El Ingeniero Químico es un profesional con sólidos conocimientos en matemática, química, física y otras ciencias básicas, aplicados a la ingeniería de los procesos. El Ingeniero Químico, por su formación, es capaz de realizar tareas en la industria de procesos, que consisten básicamente en gestionar, diseñar, seleccionar, evaluar, adaptar, implantar y operar la tecnología de la misma, en forma eficaz y segura, procurando mejorar la eficiencia de la organización. Está capacitado para integrarse al trabajo en investigación, desarrollo e innovación. Dichos procesos están relacionados con la producción de recursos cuya elaboración requiere de transformaciones químicas, físicas y microbiológicas. En los mismos se trata a la materia para efectuar en ella un cambio, ya sea en su estado, en su contenido de energía o en su composición, en forma económica y para beneficio de la humanidad. Están aplicados con el óptimo aprovechamiento de la materia y de la energía y son ambiental y socialmente sostenibles. El Ingeniero Químico en su ejercicio profesional, emplea métodos de ingeniería para resolver problemas, es especialista en su campo de conocimiento, generalista por poder operar y gestionar estructuras técnicas y organizativas complejas y agente de cambio por sus aportes de creatividad, innovación y liderazgo en la industria de procesos y en la sociedad. Puede diseñar productos o servicios de diversa índole asociados a procesos químicos, físicos y microbiológicos y velar por su calidad de fabricación y su control. Es competente para asesorar sobre el uso de productos químicos de aplicación industrial y en otras áreas. Es líder en la implementación de sistemas de gestión, específicos o integrados, de la calidad, del medio ambiente y de la seguridad y salud ocupacional, entre otros. Puede realizar tareas vinculadas a temas regulatorios en relación con su profesión. Entre otras, prestan actividades en: • Plantas industriales / Empresas Productivas • Empresas de construcción y/o montaje de plantas y equipos • Empresas proveedoras de servicios técnicos (consultoría, control de calidad, mantenimiento, etc.) • Organismos gubernamentales o no gubernamentales de acreditación, control y estándares • Instituciones de educación superior • Centros de Investigación y Desarrollo (Industriales / Académicos) Las tareas que puede realizar un Ingeniero Químico son variadas; pueden mencionarse las siguientes a modo de ejemplo: • Estudios de factibilidad técnico-económica • Especificación / Diseño de equipos y procesos • Construcción / Montaje de equipos y plantas • Control de Producción / Operación de Plantas Industriales • Gerencia y Administración • Control de Calidad de Productos • Compras y Comercialización • Ventas Técnicas • Control Ambiental • Investigación y Desarrollo de Productos y Procesos • Capacitación de Recursos Humanos Típicamente, los ingenieros químicos son empleados en industrias de sectores tradicionales, como el químico, petroquímico, gas y petróleo, y de alimentos. Recientemente, han ido ganando incumbencia en áreas como la ambiental y la biotecnología. Entre los sectores industriales más importantes que emplean a profesionales de la Ingeniería Química se encuentran: • Industria Química / Petroquímica • Gas y Petróleo / Refinerías • Alimentos y Bebidas / Biotecnología • Metalúrgica / Automotriz • Materiales / Polímeros / Plásticos • Generación de energía • Otras (Farmacéutica, Textil, Papelera, Minera, etc.)

Origen y Evolución INGENIERÍA QUÍMICA NOTAS SOBRE SU ORIGEN Y EVOLUCIÓN Introducción La historia de la Ingeniería Química es corta y reciente y por lo tanto bastante fácil de dilucidar. El mecanismo por el cual se diferenció de otras ciencias afines hasta alcanzar su propia identidad fue relativamente sencillo y bastante definido, tal como lo veremos más adelante. Como siempre ocurre, esto sucedió para satisfacer una necesidad impuesta por el medio y también, como siempre ocurre, el cumplimiento de la tarea precedió a las definiciones y a los nombres. En otras palabras, el nacimiento de la Ingeniería Química no fue más que una puesta en orden de algo que, de alguna manera, ya venía surgiendo por la propia fuerza de los hechos. Las primeras ingenierías Parece ser que la primera referencia a la ingeniería se encuentra en Tertuliano (200 AC) quien utilizó la palabra 'ingenium' para referirse a cierta máquina bélica, obviamente rudimentaria. Y si se acepta esto como su origen, parecería que la ingeniería militar fue la primera manifestación de este arte y que así siguió durante mucho tiempo, por lo menos hasta que llegó el esclarecedor siglo diecinueve. Fue en la primera mitad de ese siglo que ocurrieron dos hechos a señalar. El primero fue que un ingeniero británico llamado John Smeaton adoptó el título de 'ingeniero civil' para distinguir sus servicios, diferenciándose así de sus colegas militares. El segundo se refiere a que, en 1828, la 'Institution of Civil Engineers' de Londres presentó en sus estatutos una definición precisa de la ingeniería civil que de esta manera, consolidó su 'status' profesional. Mientras tanto, ya estaba en plena vigencia el proceso de la Primera Revolución Industrial, surgida por múltiples causas en el siglo anterior y caracterizada por un hecho de singular importancia: la aplicación de la máquina a la industria en una escala formidable. Se suelen citar como referencias la aparición del primer torno para hilar algodón en 1767 y el primer telar mecánico en 1785. Fueron características casi definitorias de esta Primera Revolución Industrial el perfeccionamiento de la máquina a vapor (Watt, 1769) y la expansión de la industria del hierro (Wilkinson, 1774 y Cort, 1784). Los historiadores señalan que alrededor de 1860 se produjeron transformaciones suficientemente importantes como para pensar que se había iniciado una Segunda Revolución Industrial. Tres acontecimientos tecnológicos dignos de ser señalados ocurrieron entonces: el proceso Bessemer para producir acero (1856), el perfeccionamiento de la dínamo (1873) y la invención del motor de combustión interna (Otto, 1876). Estas innovaciones tecnológicas fueron acompañadas por otro tipo de transformaciones que definieron la época. De ellas, nos interesa señalar dos muy importantes: la masificación de la producción industrial y el creciente predominio de la ciencia como fundamento de la industria. Estos acontecimientos también tuvieron sus efectos en otros sentidos. Por ejemplo, el hecho de que en Gran Bretaña se produjo la institucionalización de la ingeniería mecánica que surgió, más que nada, como una consecuencia del desarrollo de la termodinámica. El uso del vapor como el vector energético más importante y la obra de científicos tales como Carnot, Rankine, Helmholz, Gibbs y otros, fueron esenciales para el afianzamiento de esta profesión. Para aportar una referencia en el tiempo, digamos que fue en 1851 cuando Clausius enunció su concepto de entropía. De una manera bastante parecida, la ingeniería eléctrica alcanzó su identidad profesional casi simultáneamente. Las bases científicas fueron dadas por Faraday, Volta, Ohm, Ampere y otros. En la práctica, el perfeccionamiento y difusión de la dínamo dio impulso y motivación para una rápida expansión de la electricidad y de la ingeniería que tenía que ver con ella. La industria química En el marco de ese rápido desarrollo industrial, la industria química no fue una excepción. Algo que resulta bastante lógico si se tienen en cuenta los siguientes factores: a) el desarrollo industrial general originó una gran demanda de materias primas, b) la influencia de la ciencia sobre la industria se notó fuertemente en aquella actividad industrial que es más dependiente del descubrimiento científico, C) el crecimiento de la población y la creciente necesidad de alimentos fueron un poderoso estímulo para la aparición de nuevas industrias. La siguiente síntesis cronológica exhibe algunas de las señales que pautaron la evolución de la industria química en esa época: 1791: carbonato de sodio, proceso Leblanc 1856: primer colorante sintético, Perkin 1866: carbonato de sodio, proceso Solvay 1891: extracción de azufre subterráneo, Frasch 1891: primera fibra artificial de nitrocelulosa, Chardonnet 1896: liquefacción del aire en escala industrial, Linde 1900: ácido sulfúrico por el método de contacto 1905: cianamida cálcica 1910: soda y cloro por electrólisis del cloruro de sodio 1910: fibra artificial, rayón viscosa 1913: síntesis del amoniaco a partir de sus elementos, B.A.S.F., Oppau, Alemania De este modo nació y creció la industria química pesada, fabricante de productos relativamente simples en cantidades nunca imaginadas hasta el momento. Se resolvieron problemas tan importantes como la fijación del nitrógeno atmosférico y se produjeron materias primas abundantes y baratas que contribuyeron al desarrollo de una variada gama de otras actividades industriales. Los técnicos que dirigían estas plantas eran llamados 'químicos industriales'. Poseían una formación que combinaba elementos de química y de ingeniería mecánica siendo verdaderos especialistas en su tarea aunque sin la condición generalizadora que les permitiera proyectarse mucho más allá de lo que era su materia específica. Se llegó así a la Primera Guerra Mundial; los contendientes se vieron forzados a autoabastecerse y esto ejerció una profunda influencia en el desarrollo industrial de la época. Rápidamente se multiplicaron los problemas de cantidad y calidad al mismo tiempo que el factor económico se hizo cada vez más crítico. La necesidad de trabajar, en todo sentido, con una mayor eficiencia generó la necesidad de racionalizar las distintas operaciones de fabricación y con ello creó un campo propicio para el nacimiento de una nueva expresión de la ciencia y la tecnología: la Ingeniería Química. Arthur D. Little, actor fundamental de este proceso, explicó así su punto de vista: 'Con el creciente número y complejidad de los problemas surgidos de la rápida expansión de las industrias químicas, se empezó a reconocer gradualmente que había necesidad y sitio para una rama distinta dentro de la ingeniería, a la cual estos problemas le fueran asignados. En respuesta a esta necesidad tenemos la Ingeniería Química, no como una mezcla de química con ingeniería mecánica y civil sino como una rama separada de la ingeniería, basada en las operaciones unitarias, las que en su propia secuencia y coordinación constituyen un proceso químico llevado a escala industrial'. Origen de la ingeniería química El primer evento en esta materia del que se tiene noticia fue el fracasado intento de George E. Davis de fundar una 'Society of Chemical Engineers'en 1880, en Londres. El mismo G. E. Davis, en 1887, comenzó a dictar un curso de Ingeniería Química en su cátedra de la Manchester Technical School. Persistiendo en su esfuerzo, reunió el material de sus cursos y en 1901 publicó un libro en dos tomos titulado 'A Handbook of Chemical Engineering'. Mientras tanto, también aparecían en Estados Unidos las primeras manifestaciones de la Ingeniería Química. Fue en 1888 que se empezó a enseñar bajo forma de un curso que dictó Lewis M. Norton en el Massachusetts Institute of Technology (MIT). Poco después, ese curso fue modificado y expandido por William H. Walker y simultáneamente, cursos parecidos empezaron a ser dictados en otras universidades de los Estados Unidos, tales como Columbia, Michigan, Pennsylvania y otras. La evolución continuó y en 1908 se produjeron dos hechos interesantes que muestran la envergadura que ya empezaba a alcanzar la profesión: 1) la American Chemical Society organizó una división de químicos industriales e ingenieros químicos y autorizó la publicación del 'Journal of Industrial and Engineering Chemistry', 2) casi simultáneamente, un grupo de ingenieros químicos se reunió en Filadelfia para fundar el ¿American Institute of Chemical Engineers'. A esta altura, parecería que la aparición de una revista especializada y la fundación de dos entidades profesionales estaban certificando, de alguna manera, el nacimiento de la Ingeniería Química. Pero todavía iban a ser necesarios algunos cambios y un poco más de tiempo para que la profesión alcanzara su verdadera identidad, que en definitiva, es lo que importa. Hubo un periodo comprendido entre esta época y 1922 en el que la educación en Ingeniería Química era excesivamente descriptiva y carente de una mínima generalización, lo cual generó crecientes insatisfacciones. Comentando este tipo de enseñanza, se dijo que aunque había un suficiente conocimiento de los principios de ingeniería civil y mecánica, química y física, no se reconocía la esencialidad de su combinación. Al parecer, lo que no se entendía era la necesidad de desarrollar nuevas generalizaciones, de integrarse conocimiento en nuevos principios que fueran específicos de la Ingeniería Química. Es interesante señalar que H. Le Chatelier en su libro 'Ciencia e Industria' (1925) formula críticas similares a la enseñanza tecnológica superior en Francia aunque el concepto 'ingeniería química' no figura para nada en dicho libro. Un primer y fundamental intento reformista fue llevado a cabo por Arthur D. Little en 1915 cuando presentó al M.I.T. su concepto de 'operación unitaria', el cual en su parte medular decía lo siguiente: 'Cualquier proceso químico, cualquiera sea su escala, puede ser resuelto en una serie coordinada de lo que podría ser denominado 'acciones unitarias', tales como pulverización, mezclado, calentamiento, absorción, precipitación, cristalización, filtración, disolución y así sucesivamente. También decía que 'La capacidad de satisfacer amplia y adecuadamente las demandas de la profesión puede ser alcanzada solamente a través del análisis de los procesos en acciones unitarias tal como ellas son realizadas en escala comercial bajo las condiciones impuestas por la práctica'. Este concepto, que de alguna manera estaba creando la epistemología de la ingeniería química, formaba parte de un informe que A. D. Little presentó en 1915 pero que recién fue aprobado en 1922. Para comprender mejor hasta qué punto se estaba planteando allí toda una definición de identidad, convendría agregar que también se decía que la Ingeniería Química era en si misma, una rama de la ingeniería con una base distintiva propia: el concepto de operación unitaria. La filosofía promulgada por Little fue predominante en la profesión por mucho tiempo y, básicamente, se mantiene hasta ahora como una condición prácticamente definitoria tanto de la ciencia como de su metodología. El propio Little habría de repetir mucho más tarde, en 1930, que las operaciones unitarias eran, en esencia, de naturaleza física antes que química pero que estaban dirigidas, en última instancia, a un resultado químico. Agregaba que ellas eran, comparativamente, pocas en número pero las condiciones bajo las cuales podían ser conducidas eran de lo más variadas y estaban determinadas por la naturaleza de los materiales en tratamiento, el tamaño de la operación y las temperaturas, presiones y demás factores involucrados en el proceso. La asociación de la Ingeniería Química al concepto de operación unitaria prevaleció durante muchos años pero, naturalmente, en el marco de la evolución sostenida de una profesión que consolidaba su perfil propio y se diferenciaba cada vez más de la química y de las otras ingenierías. Su expansión se percibe con claridad en la definición de Ingeniería Química que, en 1954, publicó el American Institute of Chemical Engineers la cual dice que consiste en la aplicación de los principios de las ciencias físicas junto con los principios de economía y relaciones humanas a los campos que se relacionan directamente con los procesos y los equipos de los procesos en los cuales la materia es tratada a los efectos de un cambio en su estado, contenido energético o composición. Evolución Los años subsiguientes mostraron que la aceptación de la propuesta se iba generalizando al mismo tiempo que los métodos de estudio y de trabajo de la Ingeniería Química se iban enriqueciendo con nuevas herramientas, las que abrían interesantes campos de acción tanto en un sentido horizontal como vertical. La intención unificadora que concibió la operación unitaria se extendió a otra unidad operativa vinculada a la reacción química que se llamo' 'proceso unitario'. Ejemplos clásicos de estos procesos fueron: hidrogenación, nitración, oxidación, halogenación, neutralización, sulfonación, etc.. Los años que habrían de transcurrir mostraron que esta expansión era más ingeniosa que práctica y que la generalización de la reacción química era más compleja y, seguramente, tenía que transitar por otros caminos. El concepto, en definitiva, tuvo y tiene su vigencia, pero su contribución al cuerpo de doctrina de la Ingeniería Química no tuvo la condición definitoria que ostenta la operación unitaria. Una vez asimilada la idea de que mostrar las cosas no era suficiente sino que lo que importaba era comprenderlas, sobrevino una evolución que aportó, como dijimos, nuevas herramientas al estudio de los fundamentos de aquellas unidades operativas. Sería fatigoso escribir (y leer) todos los ejemplos que se podrían poner al respecto. Creemos que bastaría mencionar algunos tales como análisis dimensional y escalado, balances de masa y energía, análisis económico, tratamiento del estado no en régimen, equilibrios de fase multicomponentes, equilibrios y cinética química, etc.. La mentalidad fundamentalizadora inherente al ingeniero químico pronto iba a llevarlo a advertir que entre ciertas operaciones unitarias había importantes similitudes y que el estudio de las mismas podría resumirse en tres operaciones de cambio o, dicho de otra manera, que la fenomenología de la Ingeniería Química estaba gobernada por los llamados fenómenos de transporte y que la masa, el calor y la cantidad de movimiento se transfieren impulsados por un potencial, venciendo una resistencia y determinando así un cierto flujo de transferencia. Este concepto ya conocido para el flujo de electricidad resultaba singularmente generalizable a las operaciones unitarias. Tales ideas comenzaron a tomar cuerpo a fines de la década del cincuenta y se concretaron formalmente con la aparición de un libro de especial importancia: 'Transport Phenomena'(1960) de A. B. Bird, W. E. Stewart y E. N. Lighfloot. La perspectiva de los años transcurridos y la aceptación lograda por la propuesta, nos permiten formular algunos comentarios al respecto. En primer lugar, cabe decir que, más allá del mero reduccionismo especulativo que pudo atribuirse en un principio al concepto de fenómenos de transporte, el objetivo de lograr; conocimientos que fueran cada vez más básicos, fue alcanzado plenamente. En segundo lugar, y como consecuencia de lo anterior, la concepción de los fenómenos de transporte y su inserción en la enseñanza de la Ingeniería Química, contribuyeron a ensanchar y consolidar su cuerpo de doctrina al tiempo que generaron elementos suficientes como para pensar ya en una ciencia de la Ingeniería Química definitivamente consolidada. Se podría hacer una buena cantidad de comentarios acerca de este tema pero tal vez nos estaríamos alejando del espíritu de síntesis que nos anima. No obstante, sería bueno recordar que el refinamiento conceptual así introducido no logró superar todos los aspectos experimentales de esta ciencia, un buen ejemplo sería la permanente necesidad de la verificación práctica de los coeficientes de transferencia. En otro sentido, no todas las operaciones de cambio revisten la misma importancia para el ingeniero químico; resulta claro que la transferencia de masa, por efecto de la naturaleza misma de las operaciones unitarias y de su objetivo último de transformación positiva de los materiales, habría de ser el fenómeno de transporte de mayor incidencia en la ingeniería química. Desde la época en que estamos situados - los años sesenta - hasta ahora, la Ingeniería Química no dejó de evolucionar y, sobre todo, de acusar una lógica y profunda sensibilidad a los rápidos cambios que se producían en su entorno con los que se generaba una fuerte interacción. La computación gravitó en múltiples aspectos del ejercicio profesional en la medida en que abrió nuevos horizontes al cálculo teórico y facilitó la automatización, programación y control de las operaciones unitarias así como de los procesos de fabricación. Los nuevos materiales de construcción ensancharon los parámetros de funcionamiento y crearon grandes posibilidades para el diseño de equipos superando barreras de resistencia física y química. Hubo también circunstancias que enfrentaron al ingeniero químico con nuevos problemas en relación con la calidad de los productos finales y con la economía de los procesos. Pero estos cambios que citamos y otros que no mencionaremos fueron sólo cuantitativos y no modificaron sustancialmente el perfil del ingeniero químico. El cambio cualitativo vino provocado por el súbito desarrollo de una tecnología, vieja como arte y nueva como ciencia, que está concitando la mayor atención. A ella nos referiremos a continuación. La ingeniería bioquímica Pensamos que esta reseña seria incompleta si no hiciéramos una mención necesariamente breve, a la Ingeniería Bioquímica. Aunque se trata de una tecnología que tiene algunos caracteres propios, creemos que es, bajo muchos puntos de vista, una rama o una especialización de la Ingeniería Química. En todo caso, se podría decir que se trata de la rama en la cual ha habido la más fuerte diferenciación. En la tarea de rastrear los orígenes de la expresión 'Ingeniería Bioquímica' hemos encontrado una mención, en ese sentido, en un discurso de Sir Harold Hartley dirigido, en Gran Bretaña (1952) a la 'Institution of Chemical Engineers'. En él se refiere a la Ingeniería Bioquímica como una rama de la Ingeniería Química que se mueve en el marco de los mismos principios, teorías, procedimientos y métodos que son fundamentales y generales, a los que se agregan otros que son propios de su condición de bio-ciencia. Tal vez cabría preguntarnos si fue en ese momento en que la ancestral microbiología industrial se transformó en ingeniería bioquimíca. Nosotros creemos que el verdadero momento de la transformación ocurre en 1965 con la aparición del libro ' Biochemical Engineering' de S. Aiba, A. E. Humphrey y N. F. Millis. En su prefacio, los autores explican que su mayor objetivo ha sido reunir información sobre la utilización industrial de los microorganismos presentándola bajo un enfoque de Ingeniería Química de la cual han tomado los principios fundamentales, dándole a las operaciones físicas el correspondiente tratamiento de 'operaciones unitarias'. Un examen exhaustivo del texto muestra que es bastante más que eso en la medida en que es un estudio en profundidad de todos los aspectos de la ingeniería de la reacción microbiológica. El otro hito fundamental viene dado por la incorporación de las técnicas de biología molecular y de ingeniería genética a la Ingeniería Bioquímica. La fabricación de nuevos productos y la utilización de nuevas técnicas para ello, dieron lugar a la aparición de muchos elementos nuevos en el acerbo de la Ingeniería Química. Creemos válido mencionar que los aportes más importantes surgidos de esta demanda fueron los siguientes: a) la capacidad de producir y mantener condiciones asépticas a lo largo de grandes circuitos, b) un replanteo de las pautas para el diseño del reactor biológico, c) la habilidad para responder a nuevas y mayores exigencias en instrumentación, y d) el desarrollo de importantes variantes en las operaciones unitarias de separación y concentración que se usan para recuperar las sustancias deseadas. Vale la pena profundizar un poco en este último punto y poner algunos ejemplos para mostrar el interesante grado de refinamiento alcanzado en lo que se ha dado en llamar 'downstream processing'. Las operaciones que mencionamos apuntan a solucionar problemas bastante difíciles, sobretodo la separación de mezclas de proteínas cuyas propiedades físicas son muy similares (purificación) y la concentración de soluciones extremadamente diluidas de sustancias invariablemente termolábiles (recuperación). Dentro de esa variedad de problemas que iban presentándose, estos fueron los que más contribuyeron al desarrollo de nuevas operaciones unitarias. Así fue que sobre algunas bases pre-existentes en escala de laboratorio, se fueron desarrollando industrialmente las operaciones de extracción diferencial, adsorción por afinidad, ultracentrifugación, electrodiálisis, ultrafiltración, ósmosis inversa, electroforesis, precipitación, separación cromatográfica, etc. Habida cuenta de que cada una de ellas tiene el respaldo de sus correspondientes ecuaciones de dimensionamiento y sus demás parámetros, teóricos y prácticos, razonablemente definidos, cabe apreciar en qué forma se fue ensanchando el campo de la Ingeniería. Química en la resolución de estos nuevos planteos. Lo cual confirma que aunque se parta de un proceso específico, las conclusiones son generales y las técnicas son de aplicación prácticamente ilimitada. Conclusión De hecho, ya hemos llegado a la época actual y por lo tanto esta modesta síntesis histórica llega a su fin. Desde este punto en adelante el tema ya tendría que ser otro, la Ingeniería Química del presente y del futuro. Estamos seguros de que no faltarán oportunidades para ulteriores reflexiones al respecto. Ing.Quím. (Acad). Miguel Zunino

Bosquejo histórico de la profesión El Instituto de Química Industrial se creó por Ley No. 4274 del 22 de octubre de 1912. cuyo artículo 1º. definió las finalidades perseguidas: Art.1º) Autorizase al Poder Ejecutivo para establecer un instituto de Química aplicada adscrito al Ministerio de Industrias, que tendrá como cometido principal asesorar al Ejecutivo respecto al aprovechamiento industrial de los productos nacionales, indicar las mejoras necesarias en las industrias ya establecidas en el país, pronunciándose sobre la conveniencia de implantar otras nuevas y proporcionar a los industriales todos los datos e informes útiles relacionados con sus explotaciones. No se asignaba en esa primera ley funciones docentes al Instituto creado sino fundamentalmente de asesoramiento. El año 1912 fue un año fecundo ya que con el impulso de Batlle y Eduardo Acevedo arrancan leyes tales como las de franquicias a la materias primas, protección a las materias primas, protección a la industria nacional, y también la creación del Instituto de Química Industrial con fecha 22 de octubre de 1912. Se cometía al nuevo organismo el estudio de la aplicación de materias primas nacionales, de mejoras en los procedimientos de fabricación, ayuda a los industriales, y en los considerandos de la Ley 4274 'a la preparación de personas con conocimientos suficientes como para colaborar con los fabricantes'. Estamos en los comienzos de nuestra profesión. Luego de un breve pasaje por la Dirección del Dr. J. E. Zanetti, se nombra a un graduado de la Universidad de Harvard: el Dr. Latham Clarke el 14 de junio de 1913. La elección no pudo ser más acertada ya que se había encontrado al hombre que con ideas claras y con rara precisión, trasplanta y aclimata en nuestro medio, los métodos de estudio que en su país natal habían dado tan buenos resultados en cuanto a la formación de Químicos para trabajar en la industria. Llegamos entonces a la primera etapa. Se crea el 5 de enero de 1915 un curso teórico - práctico de Química Aplicada, cometido a la Dirección del Instituto de Química Industrial y sus colaboradores. Este curso teórico - práctico de Química Aplicada constaba de dos años, un tercer año opcional, tres materias por año y un total de quince horas semanales. La ley recomendaba a la Dirección del Instituto de Química Industrial que redistribuyera las horas de trabajo, en lo posible, en las horas de la mañana, y al final de los estudios, los estudiantes que cursaran y que aprobaran las asignaturas correspondientes, recibirían un 'certificado de capacidad' otorgado por el Instituto de Química Industrial. El 13 de febrero de 1915 se reglamentan los cursos y se faculta al Director del Instituto para limitar la inscripción que no tenía ninguna exigencia. El local en el cual se ejercían los estudios era una casa de la calle Mercedes entre Andes y Florida. Estaba situado frente al diario 'El Día' y al lado del Teatro Urquiza. En sus habitaciones de cuatro por cuatro se habían instalado los laboratorios siempre llenos de estudiantes, y un altillo que no tenía esas medidas, era el laboratorio de los profesores. La fábrica del Instituto de Química Industrial era una pequeña fábrica en la calle Jackson, cuyo capital era de dos mil pesos. Y así se va formando la carrera: un núcleo de alumnos que lucha contra las incomodidades del local, que va ajustando los conocimientos a las nuevas materias incorporadas y que, a pesar de todo eso, tiene la inquietud suficiente como para reunirse en una Asociación de Estudiantes de Química Industrial, que editará una 'Revista de Química Aplicada' y que organiza un ciclo de conferencias que se realiza en la sede de la Unión Industrial Uruguaya. Entretanto, la fábrica de la calle Jackson seguía marchando con algunas dificultades. En noviembre de 1916 se regulariza el funcionamiento de los cursos, el modo de dar los exámenes, y se da carácter oficial a los programas pero siempre esta al final de los estudios el otorgamiento de un diploma. El año 1917 transcurre todavía con nuestros estudiantes en la calle Mercedes y la fábrica del Instituto en la calle Jackson. Llegamos al año 1918. Por ley del 8 de junio de 1918 se crea la profesión de Químico Industrial. Así que hasta ahora hemos tenido la etapa de cursos teórico-prácticos de Química Aplicada; a partir de ese momento ya es una profesión de Químico Industrial que se cursará también en el Instituto de Química Industrial. Las exigencias para el ingreso son: diecisiete años de edad, haber cursado con aprobación los cuatro años de Secundaria, y además un examen de admisión. La primera etapa ha terminado, comienza entonces la creación de la profesión de Químico Industrial. Los estudiantes festejan el acontecimiento y se dedican a preparar las nuevas asignaturas, porque no hubo ningún diplomado en el Instituto de Química Industrial, sino que los que habían ingresado los años anteriores, dieron las nuevas asignaturas para estar comprendidos dentro del nuevo Plan. Estamos ahora en 1919, en este año se cambian los locales. El Instituto de Química industrial se instala en Capurro, instala allí su fábrica y también su parte docente. Nuestros estudiantes dejan entonces la casa de la calle Mercedes y la fábrica de la calle Jackson y pasan al Instituto de Química Industrial, a Capurro, al cual le iban a comunicar su bullicio e inquietud durante diez años. Durante esos años, desde 1919 a 1929, es el Instituto de Química Industrial el vaso donde la reacción de formación del Químico Industrial se va a desplazar lenta, pero seguramente, de izquierda a derecha, proporcionando el producto deseado en toda su pureza, ya que los reactivos eran de primer orden. Era tal la preparación que daba el Instituto que varios de los estudiantes dejaron sus estudios después de cursar segundo o tercer año, pues los conocimientos ya les fueron suficientes como para entrar a trabajar en varias fábricas. Nos encontramos en 1921 que es cuando se reciben los primeros químicos industriales. En 1921 egresaron dos profesionales del Instituto de Química Industrial: Don Francisco Paston y Don Félix Aboal Amaro. Tenemos entonces los químicos industriales egresando del Instituto de Química Industrial de Capurro. La Ley Nº 8394 del 21 de enero de 1929, marca la entrada de los estudios de Química Industrial en la Universidad de la República. Por dicha ley, se creaba La Facultad de Química y Farmacia teniendo como base la Sección Farmacia y el Instituto de Química de la Facultad de Medicina, y la parte docente del Instituto de Química Industrial. En la década del 70 se produce la inserción del núcleo técnico de la carrera en la Facultad de Ingeniería expidiéndose a partir de ese momento el título de Ingeniero Químico. Resumido y extractado del Artículo Evolución de la Enseñanza de la Química Industrial en el Uruguay Ing. Quím. Elbio C. Gesto