MATEMATICAS EN ING QUIMICA

Las Matemáticas y La Ingeniería Química, Una Relación Sinérgica

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Las Matemáticas y La Ingeniería Química,
Una Relación Sinérgica
Luis A. Caicedo*, Gerardo Rodríguez*, Armando Durán*

RESUMEN

Las matemáticas han estado incluidas en los pensums
de ingeniería química desde sus comienzos inicialmente
como un aspecto formativo, en la aplicación de la lógica
deductiva y su carácterformal, y posteriormente como
una herramienta para el diseño, el análisis y optimización
de procesos químicos.
El modelo matemático trajo una mayor relación entre
las dos disciplinas, pues la solución de los modelos requirió
de técnicas más exactas y rápidas. Numerosos libros sobre
matemáticas aplicadas han sido escritos por ingenieros
químicos especializados en matemáticas o matemáticos conespecialidad en Ingeniería Química, lo cual demuestra la
dualidad que debe darse en la enseñanza de esta
asignatura.
ABSTRACT

Since first pensums Mathematics have been in Chemical
Engineering programs. They were formative assignature
with application of deductive logic and formal character.
Now they are a tool to project, to analysis and to
optimization of chemical processes. Themathematical
models brought about heavy relation between Mathematics
and Chemical Engineering. Many books, about Applied
Mathematics, were wroten by Chemical Engineers with
mathematical
specialization or mathematician
with
chemical engineering specialization.
This aspect
demonstrate that the mathematics teaching in chemical
engineering requires this duality.

E

ldesarrollo de la QuímicaIndustrial, a raíz de la revolución
industrial, trajo como consecuencia
el paso de la
producción artesanal a la de grandes industrias. La primera
dificultad
encontrada en este cambio de escala fue la
disponibilidad de equipos de gran tamaño, lo cual se solucionó
transitoriamente al aplicar el criterio de similitud geométrica
respecto a los empleados en el laboratorio y a la experiencia
delos metalúrgicos en el manejo de materiales resistentes; de
esta forma se lograron montar las primeras plantas para la
producción de soda, vitriolo, indigo,etc. La ampliación de los

volúmenes trajo consigo problemas estructurales y de planta
física que requirieron la intervención de los ingenieros civiles.
Estos problemas se incrementaron posteriormente con la
producción de ácido sulfúricoy la generación de energía a
partir de vapor, que implicaban el manejo de grandes
volúmenes de gases y vapores y por lo tanto requerían de la
aplicación de las teorías de los gases conocidas en ese momento.
El nuevo enfoque de la producción obligó a que los
químicos mediante cursos cortos -lecturas- profundizarán sobre
nuevos temas. Los equipos y sus materiales de construcción
fueron lostópicos iniciales, pero se requirió del componente
matemático dominado por los ingenieros, y para ello se
complementó su formación con la enseñanza del álgebra, la
geometría analítica y el cálculo diferencial.
Los primeros programas académicos de Ingeniería Química,
que aparecieron hace cerca de 120 años [76], tenían además
del componente químico industrial (fabricación de jabones,fabricación de vidrio, fabricación de soda, etc.) uno matemático
donde se incluía el álgebra, la geometría y el cálculo diferencial
(infinitesimal) especialmente encaminado al estudio cinético
de los cuerpos rígidos y partículas. El objetivo de esta
inclusión dentro de los programas estaba relacionado con el
aspecto formativo por la aplicación de la lógica deductiva y el
carácter formal, mas que con laaplicabilidad a los procesos,
por tanto, los libros empleados y el enfoque impartido eran
netamente matemáticos.
La necesidad de transformar el arte de construir equipos en
una ciencia, y la de lograr trasladar con mayor certeza resultados
del laboratorio a la escala industrial, creó un nuevo campo de
la ingeniería química: el modelamiento
matemático.
Los
modelos, como se indicó en...