Historia de la Ingeniería Quimica - Parte 1: Operaciones Unitarias

La historia de la ingenieria química es relativamente reciente.

De hecho, recién en 1839 apareció por primera vez la frase “Ingeniero Químico” en el Dictionary of Arts, Manufacturing and Mines, para designar a un ingeniero que trabajaba con procesos químicos.

Esta rama de la ingeniería nació para responder a la demanda de prodctos químicos generada durante la Revolución Industrial. Durante esta época, fue necesario evolucionar de la producción a escala laboratorio y usando procesos discontinuos, a la producción a gran escala que pudiera abastecer las necesidades de las industrias base. En esa época, el primer gran hito de la industria química fue el descubrimiento del proceso de producción de carbonato de sodio, por Nicolas Le Blanc, en 1791.

Así apareció y se desarrolló la industria química pesada, que se encargaría de fabricar productos simples a gran escala, que serían de insumo para otras actividades industriales. Quienes dirigían las plantas eran todavía conocidos como químicos industriales, y poseían conocimientos elementales de química y de ingeniería mecánica.

Con la llegada de la Primera Guerra Mundial, la necesidad de trabajar con mayor eficiencia llevó a racionalizar las distintas operaciones de fabricación. De esta forma se creó un campo propicio para el nacimiento de la Ingeniería Química como disciplina. De los químicos con una inclinación por la ingeniería, y los ingenieros con gusto por la química, fueron apareciendo de facto los “ingenieros químicos”.

Al respecto, Arthur D. Little (el creador del concepto de “operaciones unitarias”) diría: "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”.
 

La Ingeniería Química como carrera

El primer dato que se tiene respecto a los orígenes académicos de la Ingeniería Química es el intento fallido de George E. Davis de fundar una Sociedad de Ingenieros Químicos en 1880, en Londres.
Por suerte, Davis no se rindió ante el fracaso y en 1887 comenzó a dictar un curso de Ingeniería Química en su cátedra de la Manchester Technical School. Este curso fue la primera carrera académica de Ingeniería Química en el mundo. Luego, el material de esos cursos fue compilado por él en el primer manual de Ingeniería Química, el cual se publicó en

1901 bajo el título "A Handbook of Chemical Engineering". Si tienes un interés histórico en acceder a este documento, puedes encontrar el Volumen 1 y el Volumen 2 de este Manual como PDFs descargables.

Manual del Ingeniero Quimico de Davis

Paralelamente, en Estados Unidos también aparecieron los primeros cursos de Ingeniería Química. En 1888 se empezó a enseñar como carrera de grado en el prestigioso Massachusetts Institute of Technology (MIT). La fecha en que se abrió ese curso es reconocida oficialmente como el día de la fundación de la Ingeniería Química.

Dicho curso consistía básicamente en una descripción de los principales procesos comerciales de fabricación, y corresponde a lo que hoy llamaríamos Química Industrial. Lo que se trataba en las aulas eran los problemas ingenieriles relacionados con la fabricación de productos químicos, y se ponía un especial interés en las operaciones mecánicas. Uno de los profesores era Lewis Mills Norton, cuyo real aporte fue el formar un grupo extraordinariamente activo de ingenieros químicos en el MIT, quienes marcaron el inicio del sistema norteamericano de educación de la Ingeniería Química.

Las universidades que siguieron al MIT creando departamentos de Ingeniería Quimica fueron la Universidad de Pennsylvania (1892), la Universidad Tulane (1894) y la Universidad de Michigan (1898).

A pesar de que la concepción original de la Ingeniería Química tuvo lugar en Inglaterra, ésta se desarrolló fundamentalmente en los Estados Unidos. La razón de dicha situación radicó, principalmente, en que el crecimiento de la industria británica se caracterizó más por un aumento de la escala y eficacia de las máquinas, que por la incorporación de nuevos descubrimientos científicos. Como consecuencia, y a pesar de ser la mayor del mundo, empezó a ser obsoleta.

Justamente por ese motivo, la sistematización de la Ingeniería Química y su inclusión como tal en los planes de estudio se realizó en los Estados Unidos. Así, en 1908 se fundó el American Institute of Chemical Engineers (AIChE), cuya rápida implantación contrastó con los vaivenes de su homóloga británica, la Institution of Chemical Engineers (1922).

En 1925, el AICHE comenzó la acreditación de los Programas de Ingeniería Química, los cuales serían la base del Programa ABET de acreditación de carreras ingenieriles, instituido en el año 1932 y con el AIChE como uno de sus socios fundadores.

En 1902 apareció la primera revista comercial de Ingeniería Química, la Chemical Engineering, que aún hoy existe y a la que es posible suscribirse en forma gratuita. En 1909, la American Chemical Society comenzó a publicar una revista de carácter más científico, denominada "Journal of Industrial and Engineering Chemistry". La tabla de contenidos de ese primer número de la revista está disponible en la web.
 

Las Operaciones Unitarias y su Rol en el Crecimiento de la Ingeniería Química

Un vez que se estableció la Ingeniería Química como una nueva rama de estudio, el primer avance teórico significativo sucedió en 1915. Se trató del concepto de operaciones unitarias, desarrollado por William Walker y Arthur Little. En palabras de Little, esto significaba que "cualquier proceso químico, cualquiera sea su escala, puede ser analizado como una serie coordinada de lo que podría ser denominado 'operaciones unitarias'”.

Este concepto permitió evolucionar de un estudio desordenado de multitudes de procesos químicos aparentemente distintos, al reconocimiento de los pasos u “operaciones unitarias” que intervienen en cada uno de esos procesos (por ejemplo, filtración, cristalización, evaporación, etc.). Por ejemplo, el concepto permite entender las similitudes entre separar alcohol del agua, de gasolina del diesel en una refinería. Ambos procesos son iguales, en el sentido que el fundamento de la separación es la generación de vapor de composición distinta al líquido.

Fueron las operaciones unitarias lo que permitieron determinar el espacio de actuación del Ingeniero Químico en la industria, y lograr que se reconociera a esta nueva ingeniería como independiente de las demás y con una metodología propia.

Además, el concepto de operaciones unitarias fue el pilar de la epistemología de la Ingeniería Química de los siguientes 30 años, y permitió nuclear la enseñanza de esta ciencia en torno a una teoría común. Las operaciones unitarias se tornaron el centro de los programas de enseñanza académica de Ingeniería Química.

En la parte 2 del artículo detallamos la evolución de la Ingeniería Química en la segunda mitad del siglo XX.

Continúa leyendo la Parte 2 del artículo

[Fotografía: Planta de Down Chemical en Midland, Michigan, en el año 1940. Gentileza de UpNorth Memories

[Agradecemos a Guadalupe de la Vega su colaboración en la preparación del primer borrador de este artículo.]

Hay 3 comentarios

Muy interesantes los contenidos de este Portal. Lo recomendaré a los estudiantes de Ingeniería Química en general. Este semestre que estoy asignada al Seminario de Introducción a la Ingeniería Química he encontrado artículos interesantes que seguramente los motivarán en su carrera. Quedo a la espera de la II parte de este Artículo. Gracias.

Excelente articulo.

Se podría colegir, sin temor a equivocarse, que la ingeniería química surge por la necesidad de fomentar el crecimiento de la industria en aras de prepararla para la guerra.

Comentar