¿Que es la ingeniería química?

La ingeniería química

Según Morton Deen en su texto, Chemical Engineering: An Introduction, nos presenta la siguiente definición de lo que es la ingeniería química.

La ingeniería química es el campo de la ciencia aplicada que emplea procesos físicos, químicos y bioquímicos para el mejoramiento de la humanidad. 

Según el mismo autor, esta es una declaración radical, y contiene dos conceptos esenciales: evaluar los procesos y mejorar la humanidad. El segundo es sencillo y está en el corazón de toda la ingeniería. El ingeniero diseña procesos y objetos tangibles que satisfacen las necesidades reales o percibidas de la población. Algunos ingenieros civiles diseñan puentes. Algunos ingenieros mecánicos diseñan motores. Algunos ingenieros eléctricos diseñan sistemas de energía.

La percepción popular del ingeniero químico es alguien que diseña y opera procesos para la producción de productos químicos y petroquímicos. Esta es una imagen históricamente precisa (aunque incompleta), pero describe solo una pequeña fracción de los ingenieros químicos de principios del siglo XXI.

Una definición mas reciente, por Nnaji (2019), nos dice lo siguiente:

La ingeniería química es una rama de la ingeniería que se ocupa del diseño conceptual, básico y detallado, construcción y operación de tecnologías y plantas que realizan reacciones químicas para resolver problemas prácticos o hacer productos útiles o proporcionar soluciones químicas y ambientales para muchas necesidades de las distintas sociedades. 

Refinería de petroleo crudo

Dicho de otra forma esta rama de la ingeniería se ocupa principalmente del procesamiento industrial o comercial para producir productos de valor agregado a partir de materias primas. El procesamiento de materiales orgánicos (petróleo crudo, gas natural, madera), inorgánicos (aire, minerales, sales) y biológicos (almidones, grasas, celulosa) en una amplia gama de productos básicos útiles, como plásticos, combustibles, productos farmacéuticos. , aditivos químicos, fibras, fertilizantes y alimentos, se lleva a cabo en un proceso controlado dentro de un marco de sostenibilidad ambiental y preocupación por la seguridad pública y de los trabajadores. Se hace hincapié en el concepto, diseño, construcción y operación económica de los equipos que afectan los cambios químicos y en la investigación y el desarrollo relacionados.

¿Que hacen los ingenieros químicos?

Los ingenieros químicos tienen una gran demanda debido a la gran cantidad de industrias que dependen de la síntesis y el procesamiento de productos químicos y materiales. Además de las carreras tradicionales en las industrias química, energética y petrolera, los ingenieros químicos disfrutan de oportunidades crecientes en biotecnología, productos farmacéuticos, fabricación de dispositivos electrónicos e ingeniería ambiental. La capacitación única del ingeniero químico se vuelve esencial en estas áreas cuando los procesos involucran la transformación química o física de la materia.

La ingeniería química es una disciplina que influye en numerosas áreas de la tecnología. En términos generales, los ingenieros químicos conciben y diseñan procesos para producir, transformar y transportar materiales, comenzando con la experimentación en el laboratorio seguido de la implementación de la tecnología en la producción a gran escala.

Las habilidades necesarias para los ingenieros químicos abarcan todos los aspectos de diseño, investigación, gestión, construcción, pruebas, resolución de problemas (resolución de problemas), ampliación, operación, control y optimización, y requieren una comprensión detallada de las diversas operaciones de la unidad y procesos unitarios. El ingeniero químico adopta un enfoque integrado para la resolución de problemas, aplicando su conocimiento especializado en química, matemáticas, física, cinética, fenómenos de transporte, diseño de reactores y otros equipos, técnicas de separación y termodinámica para el estudio de sistemas y procesos dinámicos.

Algunos de los servicios que pueden llegar a ser prestados por ingenieros químicos para industrias de procesos se listan en la siguiente tabla.

Servicios prestados por ingenieros químicos para industrias de procesos.

Estudios de viabilidad Diseños de síntesis de proceso Estudios FEED Proceso de Evaluación Técnica y Económica Estudios de alivio / llamarada / ventilación Paquetes de diseño de ingeniería básica Diseño, evaluación y ampliación de planta piloto Diseños de plantas greenfield Puesta en marcha de la planta Modificaciones de plantas Modelado de Procesos y Simulación Especificaciones del equipo de proceso Solución de problemas de procesos y equipos Estimados de costos Ingeniería Química / Gestión Técnica Planificación y programación de procesos Investigación y desarrollo Desarrollo de procesos y productos Evaluación de la diligencia debida de la inversión de la planta

Diseño de procesos Evaluaciones de proceso Rendimiento de cuellos de botella Estudios de optimización de procesos Proyectos de conservación de energía Verificación de diseño independiente Estudios de confiabilidad de procesos Estudios de utilización de equipos existentes Revisiones de ofertas técnicas Límites de emisiones Cumplimiento del proceso Evaluación de mejora de especificación de producto Soporte de operación de planta Soporte de construcción de planta Gestión de la seguridad de procesos Soporte de respuesta Desarrollo del programa de gestión de riesgos Proceso de facilitación de análisis de riesgos Estudios de riesgos y operabilidad (HAZOP) Entrenamiento de operaciones

La Ingeniería química: un motor para el desarrollo

Los ingenieros químicos desempeñan papeles importantes hoy en cada industria y profesión de servicio en la que la química o la biología son un factor, incluidos los semiconductores, la nanotecnología, la alimentación, la agricultura, el control ambiental, los productos farmacéuticos, la energía, los productos para el cuidado personal, las finanzas, la medicina y, por supuesto, productos químicos y petroquímicos tradicionales.

Más de la mitad de los Catorce Grandes Desafíos para la Ingeniería en el bloque presentado por la Academia Nacional de Ingeniería en 2008 requieren la participación activa y el liderazgo de los ingenieros químicos.

Los catorce grandes desafíos para la ingeniería planteados por la Academia Nacional de Ingeniería de EE. UU. En 2008, priorizados mediante una encuesta en línea, son:

1. Hacer la energía solar económica.
2. Obtener energía de la fusión.
3. Proporcionar acceso al agua limpia.
4. Ingeniería inversa del cerebro.
5. Avanzar en el aprendizaje personalizado.
6. Desarrollar métodos de secuestro de carbono.
7. Diseñar las herramientas del descubrimiento científico.
8. Restaurar y mejorar la infraestructura urbana.
9. Informática de salud avanzada.
10. Prevenir el terror nuclear.
11. Ingeniería para mejores medicinas.
12. Mejorar la realidad virtual.
13. Gestionar el ciclo del nitrógeno.
14. Ciberespacio seguro.

Segun Ogawa (2007), la ingeniería química debe crear no solo especialistas con un profundo conocimiento de un área específica, sino también ingenieros que puedan evaluar y diseñar los sistemas desde un punto de vista global. El punto de vista global implica la capacidad de armonizar no solo una parte sino también desde una perspectiva más amplia que incluye a la humanidad.

 

Referencias

• Morton Denn. (2011). Chemical Engineering: An Introduction. Cambridge Series in Chemical Engineering. Cambridge University Press.
• Nnaji, Uche P. (2019). Introduction to chemical engineering for chemical engineers and students. Wiley.
• Kohei Ogawa. (2007). Chemical Engineering. A New Perspective. Elsevier Science.
• National Academy of Engineering U.S. (Sin fecha). NAE GRAND CHALLENGES FOR ENGINEERING. Recuperado de: http://www.engineeringchallenges.org/challenges.aspx