MIRELLA Introduci N Historia


“Matemáticas y química: una relación necesaria”
No estamos seguros si las matemáticas necesitan a la química, pero de lo que estamos convencidos es que la química sí necesita a las matemáticas.
Como bien sabemos, frecuentemente es citada a la química como la ciencia central que interacciona con otras ciencias, desde la física hasta la geología o la agricultura. Esta centralidad de la químicasignifica que muchas veces la otra ciencia usa métodos y materiales (proporcionados por la química) para realizar avances (¿se pueden imaginar los avances en biología molecular o biomedicina sin el empleo de sustancias químicas?). Este aspecto se ve reflejado por el sentido de la flecha que une a la química a la otra ciencia. Por otro lado, la centralidad de la química también se manifiestacuando dos ciencias aparentemente lejanas interaccionan entre ellas; frecuentemente lo tienen que hacer a nivel íntimo de la materia, es decir a través de átomos y moléculas, el terreno de la química.













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.

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 alguna ocasión,son la única forma que tenemos los ingenieros de comunicarnos con las máquinas, ya que a través de ellos se nos permite predecir y modificar el comportamiento de un sistema conociendo algunas características del mismo, o como señala Bogoya permite experimentar en el laboratorio abstracto a través de la simulación.
En el inicio las técnicas más empleadas fueron los gráficos, el álgebra y lasecuaciones diferenciales simples. Un estudio de 1926 presentado por el Journal Chemical Education. Mostró que en 1921 de los 324 artículos presentados en la revista J. Amer. Soco el 24,6% empleó gráficos, 4,6% el álgebra y 12,97% ecuaciones diferenciales, este porcentaje en 1925 se incrementó para los dos primeros que pasaron al 28,74% y 8,74% respectivamente, mientras las ecuaciones diferencialespasaron a un 7,59%.
Posteriormente la técnica del análisis adimensional y específicamente el Teorema de Buckingham permitió obtener, en los inicios del presente siglo, los primeros modelos aplicados especialmente al flujo de fluidos y transferencia de calor. Aunque posteriormente se hizo un tratamiento matemático riguroso a la técnica de Langhaar R.L, en sus aplicaciones no se requirieronherramientas matemáticas muy profundas, lo cual hizo que la ingeniería las abandonara en parte para hacer énfasis en los modelos empíricos. De otro lado, los modelos basados en la descripción fenomenológica podían llevar a ecuaciones diferenciales imposibles de ser resueltas con las técnicas conocidas como herramientas disponibles en el momento. En 1922 aparece un nomograma de cálculo realizado por Riceque permitía efectuar cálculos de multiplicaciones, divisiones, calculados con fraccionarios, raíz cúbica y cuadrada, potencias, solución de triángulos rectángulos y otras operaciones trigonométricas, lo cual muestra los tipos de cálculos matemáticos que más se empleaban en esta época.
El Químico J.W. Mellor conocido entre nosotros más por su aporte a la química inorgánica publicó en 1902 uno de...