Sistemas que incluyen transformación, optimización y control de procesos
En el campo de la química, las investigaciones que buscan obtener modelos termodinámicos sirven
de base para el diseño y desarrollo de equipos industriales. Una investigación de esta índole es:
Forero y Velásquez (2016) proponen una ecuación de estado generalizada basada en una
modificación de la ecuación cúbica de Peng-Robinson, válida para calcular las propiedades
termodinámicas como: volumen molar, capacidades caloríficas, entalpía, entropía para
sustancias puras y mezclas.
En base al desarrollo de los diferentes modelos, el ingeniero simula y diseña procesos industriales.
Un ejemplo de investigación que involucra modelamiento, simulación y diseño de procesos químicos
es:
Estudio de aprovechamiento de los residuos de cacao (cáscara) para la extracción de
polifenoles y fibra total. En el estudio se realizó: (1) caracterización de las cáscaras de cacao
evaluando el contenido de polifenoles totales (método de Folin-Ciocalteu) y fibra dietaria
total (método enzimático-gravimétrico); (2) la simulación empleando el software SuperPro
Designer ®v.9,0 y un diagrama de proceso de las diferentes etapas como preparación,
extracción, concentración de polifenoles y fibra total. Se obtuvo 8,6 kgEAG/h de polifenoles
totales y 80,3 kg/h de fibra total presentes en la torta de cáscara de cacao (Villamizar-Jaimes
y López Giraldo, 2017)
Otra ciencia que ha sido utilizada en diferentes procesos industriales y agroalimentarios es la
biotecnología. Comparado con los químicos sintéticos, el empleo de microorganismos en los
procesos biotecnológicos no impacta negativamente el medio ambiente (Cardona, 2016). En ese
sentido, podemos mencionar que el uso de macroorganismo en la limpieza de contaminantes de
sistemas minerales genera un bajo costo en relación con los procesos convencionales de floculación y
flotación. Para resaltar, una investigación en el campo de la biotecnología es el siguiente:
Evaluación de nano-materiales con el tamaño y forma controlada empleando procesos
biotecnológicos, de esta manera se realizó una síntesis de nanopartículas de plata
empleando Plectranthus amboinicus como agente reductor. El producto obtenido generó un
desempeño catalítico mucho más alto que los procesos convencionales (Zheng, Wang, Peng,
& Fu, 2017)
En cuanto a la investigación relacionada a temas ambientales, según Medina Arboleda y Páramo
(2014), este se vio en aumento a partir de la Carta de Belgrado (1975), y por reuniones como las de
Rio de Janeiro (1992) y la cumbre del clima en Paris (2015).
La investigación ambiental debe estar orientada a la producción de conocimientos, a la solución y
prevención de los problemas del entorno, generando beneficios en toda una comunidad (Ministerio
del Ambiente Perú, 2013).
Estas investigaciones logran abarcar varios temas, como por ejemplo, el uso de bioadsorbentes de
origen agroindustrial para la descontaminación del agua, obtención de energías sostenibles mediante
el uso de celdas de combustible microbianas y el uso de residuos orgánicos tales como la ceniza de
cascarilla de arroz, rastrojo de maíz, ceniza de coco y pino para el reemplazo parcial del cemento en
mezclas de concreto.