Ingeniería Química

INGENIERÍA QUÍMICA Y COMBUSTIÓN PARA EL
MUNDO DEL SIGLO XXI

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 aplicableen operaciones y
procesos unitarios con fines industriales.
Al establecer que por lo menos todo el siglo XXI seguiremos
dependiendo de los combustibles fósiles, 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, la cual podríamos 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
valor agregado”
En este artículo sustentamos lasrazones y fundamentos por las
cuales resulta accesible, conveniente y atractivo para los
ingenieros químicos convertirse en expertos en Combustión
Industrial y desempeñarse profesionalmente en este campo,
optimizando costos, administrando la gestión energética y
desarrollando tecnología mediante investigación aplicada,
favoreciendo la interconexión necesaria entre sectores
académicos y plantasindustriales.

1.

INGENIERÍA QUÍMICA Y COMBUSTIÓN

La Teoría Inorgánica de la Combustión, al establecer que todos los combustibles son lo
mismo y que se queman en la misma forma, ha permitido comprobar que el proceso
fisicoquímico más importante del planeta resulta maravillosamente simple, dependiendo
su manejo de campos fundamentales de la ingeniería Química: Cinética química y
diseñode reactores, mecánica y dinámica de fluidos, termodinámica y transferencia de
calor.

1.1

Cinética Química y Diseño de Reactores

Siendo la reacción química gas-gas del hidrógeno instantánea en presencia del oxígeno,
la combustión heterogénea de la partícula de carbón resultará el objetivo fundamental
para diseñar, controlar y dominar la forma en que se desarrolla la combustión. Eltamaño de partículas y su reactividad determinarán su facilidad de combustión, pero la
cinética de la misma también resultará influenciada por las características del reactor y
la intensidad de mezcla de los reactantes.

Partícula de coque y combustión heterogenea
Verdadero núcleo de la combustión

Estableciendo la reactividad de las partículas de carbón en función de las características
delcombustible y las operaciones de precombustión, un Ingeniero Químico podrá
determinar las características de diseño y condiciones operativas para el reactor ideal,
seleccionando el tipo de quemador adecuado y conveniente.
Cuando el reactor resulta determinado por otros factores, tendrá que diseñar el
quemador que permita formar la llama que se adapte a las características del reactor,manejando la intensidad y diversidad de impulsos que aseguren la intensidad de mezcla
suficiente y necesaria.

1.2

Mecánica y Dinámica de Fluidos

Las condiciones de mezcla y reacción de la combustión heterogénea representan un
problema típico de mecánica de fluidos, en el que el aire representa el flujo dominante
que permitirá asegurar la disponibilidad de oxígeno alrededor de cada partículade
coque, siendo la función del aire primario crear las condiciones de mezcla mediante el
aporte controlado de la energía cinética que aporta el ventilador o soplador, con el
manejo de impulsos axial, radial y rotacional que conforme la llama adecuada,
succionando el aire secundario como aportante del oxígeno necesario para completar la
combustión.

La Energía cinética aportada por el...