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INGENIERIA QUIMICA En 1824, el físico francés Sadi Carnot, en su obra maestra Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance (Reflexiones sobre la potencia motríz del fuego y sobre las máquinas adecuadas para desarrollar ésta potencia), fue el primero en estudiar la termodinámica de las reacciones de la combustión en motores de vapor, revolucionando la ingeniería como era conocida. Durante la década de los 1850, 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, logrando la demostración matemática de transición de fase en un sistema monocomponente, conocida como la Relación de Clausius- Clapeyron.Durante los años 1873 a 1876 en la universidad de Yale, el físico matemático estadounidense Josiah Willard Gibbs, fue el primero en dirigir en los Estados Unidos, una serie de tres escritos desarrollando 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 electroquímica, en la cual 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 ingeniería química: Primer grupo de ingenieros químicos, curso X, del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT). 1888 - Lewis M. Norton comienza un nuevo plan de estudios en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) denominado Curso X, Ingeniería Química. 1901 - George E. Davis publica el primer Manual del Ingeniero Químico. 1908 - Se funda el Instituto Americano de Ingenieros Químicos (AIChE). 1919 - Se funda la Universidad de Concepción (Chile), con el inicio de la Escuela de Química Industrial que otorgaba el

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INGENIERIA QUIMICA

En 1824, el físico francés Sadi Carnot, en su obra maestra Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance (Reflexiones sobre la potencia motríz del fuego y sobre las máquinas adecuadas para desarrollar ésta potencia), fue el primero en estudiar la termodinámica de las reacciones de la combustión en motores de vapor, revolucionando la ingeniería como era conocida. Durante la década de los 1850, 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, logrando la demostración matemática de transición de fase en un sistema monocomponente, conocida como la Relación de Clausius-Clapeyron.Durante los años 1873 a 1876 en la universidad de Yale, el físico matemático estadounidense Josiah Willard Gibbs, fue el primero en dirigir en los Estados Unidos, una serie de tres escritos desarrollando 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 electroquímica, en la cual 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 ingeniería química:

Primer grupo de ingenieros químicos, curso X, del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).

1888 - Lewis M. Norton comienza un nuevo plan de estudios en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) denominado Curso X, Ingeniería Química.

1901 - George E. Davis publica el primer Manual del Ingeniero Químico.

1908 - Se funda el Instituto Americano de Ingenieros Químicos (AIChE).

1919 - Se funda la Universidad de Concepción (Chile), con el inicio de la Escuela de Química Industrial que otorgaba el título de Ingeniero en Química y también el título de Químico analista. (17 de marzo de 1919)

1919 - Se crea la Universidad Nacional del Litoral y con ella la Facultad de Química Industrial y Agrícola, Santa Fe, Argentina (actual Facultad de Ingeniería Química (FIQ), tiempo después que se fundase la Escuela de Química Industrial en la Universidad de Concepción en Chile.

1922 - Se funda la Institución Británica de Ingenieros Químicos (IChemE).

1923 - Se titulan los primeros cuatro Ingenieros Químicos Industriales de Chile y Latinoamérica, en la Universidad de Concepción, Chile.

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.

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Debe tenerse en cuenta que en el campo de la ingeniería química se pueden reconocer tendencias y momentos cruciales que pueden considerarse paradigmáticos.

- Operaciones Unitarias

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.

- Fenómenos de Transporte y Reactores Químicos

Ya desde 1910, el trabajo de Haber-Bosh, había demostrado la importancia del trabajo en conjunto de la ingeniería mecánica y la química aplicada para el diseño de procesos químicos industriales a gran escala. A principio de los años 50, bajo el impulso del Centro de desarrollo de Shell Ámsterdam y de la Universidad Técnica de Delft, se consolidó la ingeniería de las reacciones como parte fundamental del desarrollo de la ingeniería química.

En 1960, nace un nuevo paradigma de la ingeniería química con la publicación del libro Fenómenos de transporte de R. B. Bird, W. E. Stewart y E. N. Lightfoot 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 cantidad de movimiento (Leyes de Newton), transferencia de calor (Leyes de Fourier) y transferencia de masa (Leyes de Fick). Mediante el análisis físico-matemático, fue posible implementar las bases para el diseño en la ingeniería química, mediante un análisis de materia, energía o momentum lineal desde el punto de vista microscópico o molecular.

- Producción en masa, ingeniería de procesos

Con el aumento de la población mundial, ha sido necesario el aumento de la producción a un menor costo, tanto energético, materiales y recursos financieros. La elaboración de nuevos procesos para la producción de fármacos, alimentos, agua potable, energía, ha motivado al desarrollo y especialización de la ingeniería química en diversas áreas y así diseñar, controlar y mantener esos procesos que cumplan dichas necesidades. Entre las áreas de especialización están: área farmacéutica, área de alimentos, área energética, área de tratamiento de aguas, área de costos, entre otros.

La ingeniería química a lo largo de la historia ha sido la ciencia que más impacto ha tenido en la industria, desde sus comienzos la ingeniería química ha jugado el papel de moderadora entre problema de fabricación se sustancias y materiales químicos hasta estructurarse en un sistema de conocimientos de fenómenos y procesos vinculados con la producción por medio de la transformación y aprovechamiento de la materia.

La ingeniería química implica el diseño y mantenimiento de los procesos químicos para la fabricación a gran, mediana y pequeña escala. Concierne también a su practica el desarrollo económico, construcción, operación, control y dirección de las plantas químicas, y para esto

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cuenta con un cierto número de herramientas: investigación, enseñanza y un rápido proceso de adaptación frente a los continuos cambios que se presentan actualmente, que deja claro que la sociedad cada vez más abre campos a nuevas ramas de aplicación y desarrollo.

Quizá la herramienta más importante que ha transformado la práctica de la ingeniería química es sin duda el computador, este cambio representó una nueva ideología del diseño de los diferentes procesos unitarios, permitió optimizaciones simultaneas a la simulación, aplicación de controles y comunicaciones efectivas en cada una de las partes involucradas en los diferentes procesos industriales que se hacen en la sociedad cada día.

Esta tecnología, junto a la microelectrónica, nanotecnología y la informática, representan la nueva industria emergente y por tanto los nuevos retos que se presentan como oportunidad para desarrollar nuevos procesos innovadores, capaces de suplir las necesidades actuales y sobretodo que sean amigables con el ambiente y entorno en general.

El ser humano tiene que satisfacer un conjunto de necesidades materiales, lo que realiza utilizando, transformando y consumiendo los productos de los que dispone en su entorno. La industria que se ocupa de transformar químicamente materias primas o productos iniciales, frecuentemente de origen natural, en otros productos de mayor interés, valor añadido y utilidad es la llamada industria química. Se sabe de la existencia de procesos relacionados con lo que hoy se conoce como industria química desde el uso del fuego, que hizo posible aplicar esta fuente de energía de modo controlado a diversos productos naturales para obtener productos elaborados, no existentes previamente en la naturaleza. Se trata de la cocción cerámica, la preparación de pigmentos, la obtención de vidrio y metales (bronce, hierro) y algunas formas de conservación de alimentos (ahumado, secado, salado) y otras materias orgánicas (curtido de pieles).

El carácter artesanal, así como el empirismo para introducir modificaciones, determinan que estas incipientes operaciones de procesado no puedan considerarse aún como actividades propias de una industria química, aunque sí una base que se fue perfeccionando muy lentamente a lo largo de los siglos, principalmente debido al movimiento alquimista, que perduró hasta el siglo XIV con más o menos fuerza, mezclando reflexiones filosóficas con ensayos para alterar y mejorar las propiedades de las sustancias. Pese a su ocultismo, los alquimistas intentaron relacionar ciencia y tecnología, experimentando al azar con destiladores, cristalizadores, evaporadores u hornos.

La Revolución Industrial, iniciada en Gran Bretaña en el siglo XVIII, produjo una serie de fenómenos de industrialización y comercialización acelerados, motivados fundamentalmente por la invención y el desarrollo de la máquina de vapor. La aparición y crecimiento de un gran número de industrias manufactureras, principalmente textil, papel, jabón y vidrio, requirió disponer de ciertos productos químicos básicos (ácidos y álcalis fuertes) en unas cantidades tan elevadas que la naturaleza no podía suministrar.

Los procesos químicos actuales la industria química actual se dedica a obtener importantes cantidades de productos químicos de interés comercial a partir de un conjunto de materias primas mediante procesos químicos o conjunto de operaciones que permiten dicha transformación. Bajo el punto de vista comercial, estos procesos los llevan a cabo las empresas químicas, unidades económicas de producción y distribución de los productos fabricados en plantas químicas, unidades de la empresa dedicadas específicamente a la producción. Cualquier proceso químico ha de diseñarse sobre la base de diversos factores que generalmente determinan la localización geográfica de la planta química:

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- Posibilidad comercial del producto: Capacidad de producción. - Disponibilidad y coste de materias primas: Selección de la fuente de suministro. - Tecnología disponible: Elección del procedimiento. - Servicios auxiliares necesarios: Combustibles, electricidad, agua, vapor. - Consideraciones socio-económicas: Disponibilidad y coste de la mano de obra, coste

del terreno, incentivos económicos. - Consideraciones ambientales: Normativa legal, mercado de subproductos. Por otra

parte, la industria química moderna se caracteriza por los siguientes aspectos: - Elevada inversión en investigación y desarrollo (I+D) de nuevos productos. - Reducción del intervalo de tiempo comprendido entre la aparición de un nuevo

producto y su fabricación industrial. - Gran cantidad de capital necesario para la construcción y puesta en marcha de una

planta industrial. - Creciente automatización de los procesos. - Disminución progresiva de la mano de obra necesaria, debido a la automatización. - Aumento de la fracción de capital invertido en ahorro de energía y depuración.- Tendencia a la integración vertical de la actividad empresarial (obtención de toda una

gama de productos, desde los más básicos hasta los más transformados), para absorber las fluctuaciones en la demanda de productos. En cuanto a los productos químicos que se fabrican, éstos suelen clasificarse según su empleo en los siguientes grupos:

- Productos básicos (commodities): son aquéllos de gran volumen de producción y coste reducido obtenidos a partir de las materias primas naturales, utilizándose cada uno de ellos en la fabricación de un gran número de otros más elaborados (ácido sulfúrico, amoníaco, etileno).

- Productos intermedios (pseudocommodities): son aquéllos de gran volumen de producción que se obtienen a partir de materias primas o de productos básicos, utilizándose cada uno de ellos en la fabricación de unos pocos productos más elaborados (fenol, cloruro de vinilo).

- Productos de química fina (fine chemiclas): son aquellos productos intermedios de elevada pureza y especificaciones rigurosas, obtenidos en cantidades moderadas, y que se emplean en la fabricación de aditivos, fármacos o reactivos (aminoácidos, vitaminas).

- Especialidades (specialties): son aquellos productos que tienen las características deseada (incluido su envasado) para su utilización final y que se fabrican en menor escala pero en un gran número, siendo su valor añadido muy elevado (insecticidas, detergentes, desodorantes, ambientadores).

Vivimos en un mundo dependiente de los hidrocarburos, formidables almacenes de energía química formados por la naturaleza durante millones de años, los cuales podemos transformarlos en otros productos con valor agregado, a través de la Petroquímica, o quemarlos con oxígeno en un proceso de combustión, liberando calor aplicable en operaciones y procesos unitarios con fines industriales. Al formular la Teoría Inorgánica de la Combustión que demuestra que todos los combustibles son combinaciones carbono/hidrógeno y que siempre se disocian antes de quemarse, logramos simplificar totalmente la tecnología de la combustión industrial y comprobar con su aplicación en proyectos ejecutados en la mayoría de países latinoamericanos, la factibilidad de disminuir 10 % del consumo de combustibles fósiles utilizados a nivel mundial, retardando en un siglo las consecuencias del calentamiento global y

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cambio climático. Para difundir esta nueva concepción de la tecnología de la combustión y favorecer su aplicación, establecimos la conveniencia y el objetivo de crear la Ingeniería en Combustión, formando profesionales en este campo; sin embargo, al estudiar su contenido académico y mercado de aplicación profesional, encontramos que ya existía, formando parte de la Ingeniería Química, al definirla en los siguientes términos: ”Rama de la ingeniería que se ocupa de la transformación de la materia, mediante la aplicación de operaciones unitarias al desarrollo de procesos industriales, convirtiendo materias primas en productos, con diferentes fines y/o aplicaciones con mayor valor agregado” En este artículo proponemos y sustentamos las razones y fundamentos de este ambicioso proyecto, para el cual la especialización en combustión industrial de ingenieros químicos y ramas afines resultará indispensable; al hacerlo, pretendemos demostrar la importancia de la Ingeniería Química en la historia del mundo que conocemos.

Todo el universo conocido está constituido sólo por 2 componentes que no se crean ni se destruyen: Materia y Energía. No existe la materia inmóvil; siempre posee una cantidad de energía que la mantiene en movimiento. A la inversa, todas las formas de energía son materia en movimiento. De todas las formas de energía ninguna es tan útil y fundamental para la vida del hombre como la energía química. Cada segundo en el núcleo del sol, 657 millones de toneladas de Hidrógeno se convierten en 653 millones de toneladas de Helio; en esta fusión nuclear intervienen dos isótopos del hidrógeno: el tritio y el deuterio. Se utilizan estos isótopos porque para que se produzca la fusión de los átomos es necesario que sus núcleos tengan la mínima fuerza de repulsión, y esto se logra precisamente con los átomos más ligeros, los de hidrógeno, que sólo tienen un protón en su núcleo. Como recordarán, un átomo está compuesto por un núcleo, formado por neutrones sin carga y protones con carga eléctrica positiva; a su vez, el átomo consta de una envoltura electrónica a base de electrones, de carga eléctrica negativa. En la naturaleza todos los átomos son eléctricamente neutros, teniendo igual número de protones que de electrones. Para que la reacción de fusión sea posible hay que vencer la mencionada repulsión electrostática entre dos núcleos igualmente cargados; esto es, al existir núcleos atómicos con igual carga, y en virtud del principio de que cargas iguales se repelen, hay que aplicar una gran energía para conseguir la unión de las mismas. El núcleo del tritio contiene un protón y dos neutrones, y el del deuterio un protón y un neutrón, dando un total de 5 partículas. En la fusión de esos isótopos, cuatro de las partículas -2neutrones y 2 protones- se unen con gran fuerza, formando el átomo de Helio y desprendiendo energía y 4 millones de toneladas de neutrinos que completan el balance másico. Los mismos neutrinos que los científicos embusteros del CERN pretenden haber descubierto con mayor velocidad que la luz, contradiciendo a Einstein.

Ingeniería Global

La palabra global en la actualidad tiene un uso muy extendido debido a todo el desarrollo en el sector de telecomunicaciones, que ha desencadenado el fenómeno de la globalidad, lo local se vuelve mundial, y lo mundial se vuelve local.

El campo de las ingenierías no escapa a este fenómeno. Para Vest (2006) la globalización no es una alternativa sino una realidad con la cual se vive en la era del conocimiento, y los ingenieros que se formen en esta deberán trabajar para competir en mercados globales.

El Estudio de Excelencia de Ingeniería Global (2006) realizada por investigadores del área de las ingenierías de ocho prestigiosas universidades del mundo: Eidgenssischie Technische

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Hoshschule Zürich de Suiza, Escola Politécnica da Universidade de Sao Paulo Brasil, Georgia Institute of Technology de Estados Unidos, Massachussets Institute of Technology de Estados Unidos, Shanghai Jiao Tong University de China, Technische Universität Darmstadt de Alemania, Tsinghua University de China y University of Tokyo de Japón recomienda para la formación de ingenieros globales lo siguiente:

- Incluir la competencia global, como requisito clave para los graduados de ingeniería.- Dar prioridad a la movilidad internacional de estudiantes, profesores, investigadores y

profesionales de ingeniería.- Crear sociedades de compromisos mutuos entre los institutos de formación de

ingenieros y la industria.- Propiciar la investigación de la ingeniería de la globalidad.

Para este estudio los ingenieros globales deben ser: técnicamente aptos, multilingües, con conocimientos amplios, culturalmente aptos, innovadores y emprendedores, conocedores del mercado mundial, con habilidades comerciales, flexibles y móviles internacionalmente. Representando todo esto otro gran reto para nuestras facultades de ingenierías.

Ingeniería de la complejidad

Aunque la definición de complejidad y la de los sistemas que en ella nacen: sistemas complejos, todavía no se ha podido dar con precisión (Almendral 2006, Delic y Dumb 2006, Sanjuán 2004) por sus numerosas implicaciones en todas las áreas de la ciencia, no se puede negar la fuerza con la están emergiendo. La complejidad tiene que ver con la múltiples conexiones e interacciones entre todas la áreas de la ciencia, con los sistemas y su forma de organizarse o autoorganizarse, con lo vivo. La ciencia de la complejidad que es una ciencia que está emergiendo, podría ayudar a resolver grandes enigmas y fenómenos hasta hoy inciertos y desconocidos para el hombre.

Entre los conceptos y problemas asociados a la complejidad se encuentran: la dinámica no lineal y la teoría del caos determinista, la geometría fractal, la dinámica estocática, las series temporales no lineales, la biología sintética las redes complejas y los fenómenos colectivos.(Sanjuán, 2004)

Los sistemas complejos pueden ser identificados por lo que hacen (se auto organizan sin una autoridad central que los organice) y por cómo deberían ser analizados (no necesitan de la descomposición y análisis de sus partes para saber cómo será el comportamiento del todo). Los sistemas complejos son sistemas que, por su comportamiento no obedecen a una teoría lineal o teoría reduccionista para la cual conociendo las partes de un sistema, o la solución de los problemas de las partes se podría conocer el todo.

Existen fenómenos que emergen sólo cuando lo elementos están conectados formando sistemas más complejos y que poseen propiedades que los propios elementos carecen (Sanjuán, 2004). Ejemplos de estos son, el movimiento de los planetas, la Tierra, el cerebro, los fluidos, el genoma, las variaciones de las poblaciones de las especies en sistemas ecológicos, formas biológicas, estructura de ríos, líneas de las costas, etc. Todos estos ejemplos de sistemas complejos han dado origen a nuevas teorías que intentan explicarlos como son la teoría del caos de James Yorke y la de los fractales de Benoit Maldelbrot. Ambas teorías vienen a formar parte de la llamada ciencia y tecnología de la complejidad que se está desarrollando.(Sanjuán, 2004).

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Muchos sistemas complejos también son debidos a creaciones de ingenieros, como son las autopistas, el internet, las redes de electrificación, etc.

La ingeniería se ha enfocado en hacer que las cosas pasen, sobre la convergencia, sobre desarrollar diseños óptimos y con consistencia de operación. La ingeniería es el ensamblaje de piezas que trabajan de una forma específica, esto es diseñar sistemas complicados (Ottino, 2004), pero los sistemas complicados deben elevarse para entrar en la complejidad, porque la complicación no es la complejidad, sino la serie de interconexiones y retroacciones entre estos sistemas y muchos otros, incluyendo la vida.

Existe la necesidad que la ingeniería forme parte del estudio de la complejidad de los sistemas complejos que día a día emergen en el mundo. Si la ingeniería pertenece a las llamadas ciencias de la transición, debería servir de puente entre esta nueva ciencia que es la ciencia de la complejidad y el mundo. El conocimiento de los sistemas complejos podría garantizar, nuevas posibilidades de calidad de vida para todos los seres que conforman el habitat mundial.

Lo que se plantea entonces es el desarrollo de una ingeniería que se encargue del estudio de los sistemas complejos, de forma que contribuya a la generación de nuevas tecnologías basadas en las teorías de los sistemas complejos, que beneficien a todo el planeta.

Retos de la ingeniería Química

En estos grandes retos, en especial la relación medioambiente-industria, han abierto un nuevo campo en las ingenierías, sobre todo en la ingeniería química, donde casi todos los procesos tienen una manera directa de tratamiento para residuos sólidos, líquidos o gaseosos que puedan resultar peligrosos para los ecosistemas. Haciendo de esta relación un campo rentable y capaz de lograr la reutilización de materiales, limpieza y reducción del impacto, aprovechando al máximo los productos y disminuyendo así los costos derivados del proceso.

También, la utilización de gas, biomasa o minerales como nueva fuente de materias primas en los procesos en vez del petróleo que está en agotamiento, ya representa un importante avance en el camino de búsqueda de nuevas materias primas, que tengan igual o superior grado de calidad y tengan un menor impacto en la vida de la biosfera terrestre. Este reto, de encontrar materiales adecuados y más económicos para los procesos, represente quizá el cambio más influyente dentro de las aplicaciones de la ingeniería.

La ingeniería se enfrenta a 14 desafíos esenciales para este siglo, que responden a las necesidades de una población cada vez mayor. Estos desafíos se basan en cuatro importantes pilares: la sostenibilidad, la salud, la reducción de la vulnerabilidad y la calidad de vida. Expertos de todo el mundo, convocados a petición de la National Science Foundation de Estados Unidos, han definido las materias en las que la ingeniería debería centrarse en el presente, con el fin de asegurar la prosperidad de las próximas generaciones y la pervivencia de nuestro planeta.

La National Academy of Engineering (NAE de Estados Unidos ha hecho pública una lista de los que serían los principales desafíos de la ingeniería en el siglo XXI. Elaborada por un equipo de expertos de todo el mundo, convocados a petición de la National Science Foundation (NSF, reúne un total de 14 retos que, de alcanzarse, podrían mejorar nuestro modo de vida.

Según publica la National Academy of Science en uncomunicado, estos expertos, considerados los más exitosos ingenieros y científicos de su generación, se han reunido en diversas

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ocasiones desde 2006 para discutir y concretar dicha lista.

Avances y retos sin precedentes

Los desafíos para el siglo XXI, según los científicos, serían los siguientes: - Conseguir que la energía solar sea accesible - Suministrar energía a partir de la fusión - Desarrollar métodos de secuestración del carbono - Gestionar el ciclo del nitrógeno - Suministrar acceso al agua potable - Restaurar y mejorar las infraestructuras urbanas - Avanzar en la informática para la sanidad - Diseñar mejores medicamentos - Hacer ingeniería inversa del cerebro - Prevenir el terror nuclear - Proteger el ciberespacio - Enriquecer la realidad virtual - Avanzar en el aprendizaje personalizado - Diseñar herramientas para el descubrimiento científico

Los ingenieros han marcado los avances de la civilización a lo largo de toda la historia, y que su presencia e influencia se ha acrecentado a partir de la Revolución Industrial, que supuso la sustitución del trabajo humano por el de las máquinas en incontables facetas. Por otro lado, en las últimas décadas se han generado avances procedentes de la ingeniería (automóviles, aviones, radio, televisión, naves espaciales, lásers, ordenadores…) que han mejorado cada

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aspecto de la vida humana.

Todos estos avances, por otro lado, han generado una serie de desafíos sin precedentes. A medida que la población crece y necesita expandirse, el problema de la sostenibilidad sigue aumentando, al igual que la necesidad de mejorar la calidad de vida. Nuevas y viejas amenazas de salud pública demandan por otro lado una mayor efectividad de los tratamientos médicos: vulnerabilidad ante las pandemias, la violencia terrorista o los desastres naturales requieren de investigaciones serias para la creación de nuevos métodos de protección y prevención.

También hay que asegurar el futuro del planeta, que tiene unos recursos limitados con los que no se podrá hacer frente al crecimiento de la población. Se requieren por tanto nuevas fuentes de energía, y también que se detenga y se revierta la degradación medioambiental actual.

Para ello, serán necesarias soluciones para hacer factible, tecnológica y económicamente, el uso y expansión de la energía solar y de fusión nuclear, así como el desarrollo completo de los métodos de captura del dióxido de carbono procedente de la combustión de los derivados del petróleo.

Distribución del agua

Otro importante problema medioambiental es el del nitrógeno. El ciclo biogeoquímico que extrae nitrógeno del aire para su incorporación a las plantas (nuestro alimento) ha sido alterado por las actividades humanas. Con la expansión del uso de fertilizantes y la combustión industrial a altas temperaturas, los seres humanos hemos doblado la tasa a la que el nitrógeno era sustraído del aire en la época preindustrial, contribuyendo a la aparición de fenómenos como la lluvia ácida o el calentamiento global. Urge por tanto el diseño de contramedidas para los problemas del ciclo del nitrógeno.

Asimismo, la calidad y la cantidad del agua resulta una cuestión esencial. Su escasez es muy grave en muchas regiones del mundo. El agua debe llegar a estar disponible y debe ser suministrada de manera sostenible para mantener la calidad de vida en la Tierra. Las nuevas tecnologías para la desalinización del agua del mar podría ayudar, pero las tecnologías a pequeña escala para la purificación del agua a nivel local podrían ser aún más efectivas.

En cuanto a la salud humana relacionada con la calidad del agua, aún quedan importantes cuestiones por resolver, como el problema de la malaria, que requieren nuevos métodos y tecnologías médicas. En general, la ingeniería biomédica tiene pendiente la promesa de la medicina personalizada: los médicos reconocen que cada individuo difiere tanto en el grado de susceptibilidad a las enfermedades como en las respuestas a los tratamientos, pero actualmente las tecnologías médicas ofrecen sólo soluciones estándar. La reciente categorización de la genética humana y otros avances ofrecen la posibilidad de identificar factores específicos en cada individuo que determinarán su bien estar o su tendencia a enfermar.

Inteligencia artificial y aprendizaje humano

Por otro lado, la profundización en el funcionamiento del cerebro ayudará al desarrollo de la inteligencia artificial, al mismo tiempo que deberán desarrollarse nuevas medicinas que

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puedan curar la expansión de nuevos virus y peligros de origen terrorista. Asimismo, habrá que afrontar las consecuencias de los desastres naturales y renovar las infraestructuras de ciudades y servicios, preservando el frágil equilibrio ecológico.

El aprendizaje y la enseñanza también son un desafío para los ingenieros: el estudio de la mente podría beneficiarse de los métodos mejorados de instrucción y aprendizaje, como el de la realidad virtual. Los esfuerzos de los ingenieros deberán centrarse asimismo en enriquecer la exploración en las fronteras de la realidad y el conocimiento, aportando nuevas herramientas para la investigación del cosmos y de la intrincada naturaleza de la vida y los átomos.

Todo este esfuerzo, advierten los autores del proyecto, han de hacerse afrontando grandes obstáculos políticos. En muchas partes del mundo, grupos atrincherados se están beneficiando de los viejos sistemas de gestión de la energía, bloqueando el desarrollo de nuevas empresas. Por otra parte, se necesitan grandes sumas de dinero para llevar a cabo los proyectos necesarios, por lo que es preciso que los ingenieros se asocien con científicos, educadores y otros sectores para promover la mejora de la ciencia, la tecnología y la ingeniería.

Esto es porque la industria química es una de las fuerzas impulsoras más importantes de las economías de muchos países, sirviendo de base para otras industrias como la siderúrgica, petrolera, alimenticia y electrónica. Asimismo, muchos de los últimos avances en dispositivos electrónicos, médicos, y materiales de alto rendimiento, así como las nuevas tecnologías para remediar daños ambientales e incrementar la productividad agrícola, surgen a partir de innovaciones y mejoras continuas desarrolladas por ingenieros químicos.

1. La Ingeniería Química ofrece una variedad amplia de opciones de carrera

Los ingenieros químicos pueden tener múltiples oportunidades de carrera. Un graduado puede desempeñarse haciendo investigación y desarrollo, trabajando como ingeniero de campo u ocupando una posición gerencial senior. Aquellos que son empleados por compañías multinacionales viajan frecuentemente alrededor del mundo. Otras opciones de carrera incluyen la participación en el diseño y optimización de procesos y plantas, construcción e instalación de plantas industriales, en sectores de manufactura y producción, o en tareas de gestión.

2. Los Ingenieros Químicos adquieren una multiplicidad de habilidades y competencias

Una de las claves de la formación en ingeniería química es la flexibilidad. Durante la carrera, se estudian los procesos fisicoquímicos a nivel molecular, pero también a nivel de escala industrial. La formación está fuertemente basada en disciplinas como matemática, física, química, informática e ingeniería; pero también incluye nociones de economía, gestión y seguridad y medio ambiente. También hay entrenamiento en la realización de experimentos científicos sofisticados, los últimos desarrollos en computación, y el uso de plantas piloto de gran escala. Esta combinación de herramientas y habilidades se convierte en una fortaleza de los graduados en ingeniería química.

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3. La Ingeniería Química abre puertas

Incluso aquellos graduados que deciden no aceptar trabajos en la industria, tienen grandes posibilidades en otras áreas debido a las habilidades analíticas, de gestión y de resolución de problemas que se adquieren durante la etapa formativa. Existen muchos casos de graduados de ingeniería química que luego siguen carreras exitosas en campos como finanzas, consultoría o periodismo científico, por nombrar algunas.

Algunos ingenieros químicos obtienen doctorados y se dedican a la investigación y docencia universitaria a tiempo completo, mientras que otros trabajan como investigadores en centros de investigación y desarrollo de grandes empresas. Otros incluso eligen continuar con carreras relacionadas al Derecho, en particular derecho ambiental o de patentes. ¡Las posibilidades son enormes!

4. Los Ingenieros Químicos son muy demandados en el mercado laboral

Los graduados de ingeniería química son buscados en un amplio rango de empresas, desde pequeñas y medianas hasta grandes multinacionales. En muchos países como Estados Unidos e Inglaterra, la ingeniería química es una de las carreras mejor pagas, y los ingenieros químicos ganan, en promedio, salarios más altos que los graduados de otras ramas de la ingeniería y que los científicos puros. Estudiar ingeniería química puede llevarte a una carrera creativa y desafiante - una carrera bien remunerada, y que al mismo tiempo ayuda a que la sociedad no sólo funcione, sino también prospere.

5. La Ingeniería Química te da la posibilidad de contribuir a un futuro sustentable

Los ingenieros químicos trabajan para mejorar la calidad de vida de la sociedad. Muchos de los productos utilizados por la gente cotidianamente requirieron de ingenieros químicos para ser producidos. Los graduados en ingeniería química trabajan en problemas globales tales como combatir el hambre a través de mejoras en la producción de fertilizantes, y prevenir enfermedades mediante la provisión de agua potable segura. También trabajan para lograr un desarrollo ambientalmente sostenible mediante nuevas tecnologías para reducir emisiones, tratar efluentes, y combatir el efecto invernadero.Todo ingeniero tiene la oportunidad de estar tanto en planta (producción industrial) como en la oficina (ventas y compras técnicas, administración). También está la opción de trabajar en una firma de ingeniería, donde te puedes dedicar a diseñar distintos equipos para ser utilizados en la industria.

La Ingeniería Química, además de darte las herramientas que se le dan a cualquier ingeniero para desenvolverte en lo que te mencione anteriormente, te da una profunda (pero focalizada) preparación en ciencias, sobretodo en química, pero no son pocos los ingenieros químicos que terminan haciendo investigación en temas más físicos que químicos.

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Se dice que son muy bien pagados en el extranjero y claro también en el Perú, es una carrera que laboralmente es versátil en el sentido de que un Ingeniero Químico labora en muchos campos, es decir están en todos lados, ven explosivos, cosméticos en mineras, medicina, alimentos, entre otros campos, los puestos son muy competitivos, varían a partir de 2000 Dolares en adelante, son muy bien pagados, claro para ello se tiene que ser especializado en algún campo en especial y mucho va depender la empresa donde trabaje, generalmente estos cargos son muy peleados por ello es que encontramos muchos ingenieros químicos que tienen su propio negocio, ya sea elaborando productos de uso domestico o industrial, comprando y exportando cochinilla, entre otras actividades, ademas de poder brindar clases en universidades o institutos.

Esta carrera con muchos años de experiencia trabajando en una empresa minera podría otorgar sueldos altos, entre 8 000 a 20 000 dolares mensuales pero claro tienes que estar bien especializado y siempre va depender la empresa que contrate tus servicios

Campo Ocupacional

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 de construcción y/o montaje de plantas y equipos

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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)

Durante la planificación de un proceso de manufactura el ingeniero químico debe: definir los problemas, determinar el objetivo, considerar las limitaciones de tiempo, materiales y costo y, en consecuencia, diseñar y desarrollar la planta de proceso.

Una vez instalado el equipo de proceso, el ingeniero químico permanece con frecuencia en la planta para supervisar y administrar la operación, así como para asegurar el control de calidad y el mantenimiento de la producción.

Por lo tanto, el desarrollo profesional del ingeniero químico comprende los siguientes campos de actividad:

Control de procesos, automatización e instrumentación.

Informática, programación y manejo de computadoras.

Energéticos, fuentes alternas de energía

Control de contaminación.

Simulación de procesos.

Síntesis de procesos.

Productividad y calidad.

Polímeros, plásticos y cerámicos.

Biotecnología.

Investigación.

Manejo de desechos tóxicos.

Administración y ventas.

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Comentarios:

Hoy en día el Ingeniero Químico debe actuar como un agente de cambio, un líder transformacional, que reúna los requisitos necesarios, no olvidando que el colaborar o supervisar a más de un trabajo trae consigo la función inherente a la administración de recursos humanos y con ello dar su aportación más y así coadyuvar al liderazgo empresarial de cualquier organización.La ingeniería química forma profesionales desarrollando un ingenio, creatividad para ofrecer un valor agregado a productos ya existentes.Un ingeniero químico debe ser capaz de transformar la materia siempre de forma rentable, que conozca desde la generación de materia prima hasta la comercialización, los proyectos de factibilidad del país y la recuperación de materiales indeseables.Cada país tiene du propio perfil de necesidades y sus posibilidades. Hay negocio en los que los ingenieros químicos no se deben involucrarse porque están lejos de la capacidad de volverlos exitosos, sin embargo hay negocios en los que sí lo pueden hacer teniendo en cuenta los recursos naturales y los costos de la energía en os mercados presentes.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGIA

ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA

Balance de materia y energía

PROFESOR :Ing.

ALUMNOS :- Bautista Núñez Roly Iván

AYACUCHO – PERÚ2016

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