Diferencia entre revisiones de «Ingeniería química»

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Revisión del 09:08 9 jun 2009

La Ingeniería Química es una rama de la ingeniería que tiene una sólida formación en ciencias básicas y ciencias de la ingeniería. Esta especialidad desempeña un papel fundamental en el diseño, manutención, evaluación, optimización, simulación, planificación, construcción y operación de plantas en la industria de procesos, que es aquella relacionada con la producción de compuestos y productos cuya elaboración requiere de sofisticadas transformaciones físicas y químicas de la materia.

La ingeniería química también se enfoca al diseño de nuevos materiales y tecnologías, es una forma importante de investigación y de desarrollo. Además es líder en el campo ambiental, ya que contribuye al diseño de procesos ambientalmente amigables y procesos para la descontaminación del medio ambiente. La ingeniería química implica en gran parte el diseño y el mantenimiento de los procesos químicos para la fabricación a gran escala. Emplean a los ingenieros químicos en esta rama generalmente bajo título de "ingeniero de proceso". El desarrollo de los procesos a gran escala característicos de economías industrializadas es una hazaña de la ingeniería química, no de la química en su más pura expresión. De hecho, los ingenieros químicos son responsables de la disponibilidad de los materiales de alta calidad modernos que son esenciales para hacer funcionar una economía industrial.

La química es una ciencia mientras que la ingeniería química es una tecnología. La química es la ciencia que estudia la materia, sus cambios y la energía involucrada. La importancia radica en que todo lo que nos rodea es materia. El ingeniero químico participa de una manera importante en lo relacionado a la administración de todo el proceso que permite satisfacer una necesidad partiendo de materias primas hasta poner en las manos del consumidor un producto final.

La presencia del profesional de la ingeniería química la podemos ver en áreas tales como la ecología en donde plantea, diseña, construye, opera y controla unidades para disminuir el impacto contaminante de las actividades humanas.

Historia

En 1824, el físico francés Sadi Carnot, en su investigación "en la energía motiva del fuego", fue el primero en estudiar la termodinámica de las reacciones de la combustión en motores de vapor. Durante la década de los 1850s, el físico alemán Rudolf Clausius comenzó a aplicar los principios desarrollados por Carnot a los sistemas de productos químicos en lo atómico a escala molecular. Durante los años 1873 a 1876 en la universidad de Yale, el físico matemático americano Josiah Willard Gibbs, fue el primero en dirigir en los Estados Unidos, una serie de tres escritos, desarrolló una metodología matemática basada, en la gráfica, para el estudio de sistemas químicos usando la termodinámica de Clausius. En 1882, el físico alemán Hermann von Helmholtz, publicó un escrito con fundamentos de la termodinámica, similar a Gibbs, pero con una base más electro-química, en la cual él demostró esa medida de afinidad química, es decir la "fuerza" de las reacciones químicas, que es determinada por la medida de la energía libre del proceso de la reacción. Después de estos progresos tempranos, la nueva ciencia de la ingeniería química comenzó a transformarse. Los siguientes hechos demuestran algunos de los pasos dominantes en el desarrollo de la ciencia de la ingeniería química:

1888 - Lewis M. Norton comienza un nuevo plan de estudios en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT): Curso X, Ingeniería Química
1908 - Se funda el Instituto Americano de Ingenieros Químicos (AIChE).
1922 - Se funda la institución Británica de Ingenieros Químicos (IChemE).

Como disciplina, en sus orígenes, la Ingeniería Química era básicamente una extensión de la Ingeniería Mecánica aplicada a resolver los problemas de fabricación de sustancias y materiales químicos, que era la tarea tradicional de la química industrial. En contraste, la ingeniería química moderna está estructurada alrededor de un sistema de conocimientos propio acerca de fenómenos y procesos vinculados con la producción de sustancias y materiales mediante cambios en las propiedades físicas, químicas, o ambas, de la materia.

Debe tenerse en cuenta que en el campo de la Ingeniería Química se pueden reconocer tendencias y momentos cruciales que pueden considerarse paradigmáticos. El primero de ellos data de 1915, cuando en el Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT) los profesores Walker, Lewis y McAdams le dieron forma al concepto de Operaciones Unitarias como una serie de operaciones comunes a muchos procesos industriales, tales como la transferencia de energía, destilación, flujo de fluidos, filtración, trituración, molienda y cristalización; y que permitió unificar -a la vez que dar sustento científico y leyes generales- a las diversas operaciones y procesos de la naciente Ingeniería Química. Este modelo de las Operaciones Unitarias, que implicaba el estudio de estas operaciones separadas de los procesos industriales específicos, con una forma de abordar y solucionar los problemas de escala industrial fundamentalmente empírico, fue utilizado con éxito durante muchos años.

En 1960 nace el segundo gran paradigma de la Ingeniería Química con la publicación del libro "Fenómenos de Transporte" de R. B. Bird, W. E. Stewart y E. N. Lightfoot, que establece un método distinto para el análisis y estudio de los fenómenos físico-químicos, y que busca explicaciones moleculares para los fenómenos macroscópicos. El estudio de los fenómenos de transporte comprende aquellos procesos en los que hay una transferencia o transporte neto de materia, energía o momentum lineal en cantidades macroscópicas, desde el punto de vista microscópico o molecular.

Si bien los dos paradigmas citados han posibilitado la solución de muchos problemas en Ingeniería Química, hoy comienzan a configurarse desde las ciencias básicas (química, física, biología), fundamentos científicos para estructurar un nuevo enfoque que podría ampliar el horizonte de la ingeniería química y abordar problemas a los que hasta ahora se les han dado soluciones incompletas con métodos empíricos. Así, la Biología Molecular, la Ingeniería Genética y la Ingeniería Molecular (Nanotecnología) aportan conocimientos que pueden ser la base para construir un tercer paradigma de la Ingeniería Química.

Diferencia entre la Química y la Ingeniería Química

La diferencia entre la ingeniería química y la química puede ser ilustrada considerando el ejemplo de producir el jugo de naranja. Un químico que trabaja en el laboratorio, investiga y descubre una multiplicidad de caminos para extraer el jugo de una naranja. El mecanismo más simple encontrado es cortar la naranja por la mitad y exprimir la naranja usando un exprimidor manual. Un acercamiento más complicado encuentra que es pelar y después machacar la naranja y recoger el jugo. Una compañía entonces comisiona a un ingeniero químico diseñar una planta para fabricar varias miles de toneladas de jugo de naranja por año. El ingeniero químico investiga todos los métodos disponibles para hacer el jugo de naranja y los evalúa según su viabilidad económica. Aunque el método de extracción manual es simple, no es económico emplear a miles de personas para sacar el jugo manualmente de las naranjas. Así, se utiliza otro proceso, más barato, posiblemente la técnica de "la cáscara y agolpamiento". El método más fácil de fabricación en un banco del laboratorio no será necesariamente el método más económico para una instalación fabril.

Tareas del Ingeniero Químico

Los Ingenieros Químicos están involucrados en todas las actividades que se relacionen con el procesamiento de materias primas (de origen animal, vegetal o mineral) que tengan como fin obtener productos de mayor valor y utilidad. Por lo tanto, pueden desarrollar sus 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)

Aplicaciones

Las aplicaciones 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

Sectores Industriales

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
Siderúrgica / Metalúrgica / Automotriz
Materiales / Polímeros / Plásticos
Generación de energía
Otras (Farmacéutica, Textil, Papelera, Minera, etc.)

Véase también

Portal:Ingeniería. Contenido relacionado con Ingeniería.
Ingeniería
Ingeniería bioquímica
Ingeniería biotecnológica
Operaciones unitarias

Enlaces externos

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 Si bien los dos paradigmas citados han posibilitado la solución de muchos problemas en Ingeniería Química, hoy comienzan a configurarse desde las ciencias básicas (química, física, biología), fundamentos científicos para estructurar un nuevo enfoque que podría ampliar el horizonte de la ingeniería química y abordar problemas a los que hasta ahora se les han dado soluciones incompletas con métodos empíricos. Así, la Biología Molecular, la Ingeniería Genética y la Ingeniería Molecular (Nanotecnología) aportan conocimientos que pueden ser la base para construir un tercer paradigma de la Ingeniería Química.
-== Diferencia entre el Químico y el ingeniero Químico ==
+== Diferencia entre la Química y la Ingeniería Química ==
 La diferencia entre la ingeniería química y la química puede ser ilustrada considerando el ejemplo de producir el [[jugo de naranja]]. Un químico que trabaja en el laboratorio, investiga y descubre una multiplicidad de caminos para extraer el jugo de una [[naranja]]. El mecanismo más simple encontrado es cortar la naranja por la mitad y exprimir la naranja usando un [[exprimidor]] manual. Un acercamiento más complicado encuentra que es pelar y después machacar la naranja y recoger el jugo.
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 Un ejemplo de prototipo del desarrollo de la ingeniería química como ciencia es el proceso de Haber-Bosch. -->
 == Tareas del Ingeniero Químico ==
 Los Ingenieros Químicos están involucrados en todas las actividades que se relacionen con el procesamiento de materias primas (de origen animal, vegetal o mineral) que tengan como fin obtener productos de mayor valor y utilidad. Por lo tanto, pueden desarrollar sus actividades en: