02 Prospectiva de la Ingeniería Química (Presentación) autor Enrique Aguilar Rodríguez

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M E X I C O
Prospectiva de la Ingeniería Química
Enrique Aguilar Rodríguez 
22 de Octubre de 2009
Coloquio de Especialidades 2009
Academia Mexicana de Ingeniería
M E X I C O
Contenido
 Los Retos y el FuturoLos Retos y el Futuro
 El PresenteEl Presente
 Hacia la SustentabilidadHacia la Sustentabilidad
 El Origen y el PasadoEl Origen y el Pasado
M E X I C O
Contenido
 Los Retos y el FuturoLos Retos y el Futuro
 El PresenteEl Presente
 Hacia la SustentabilidadHacia la Sustentabilidad
 El Origen y el PasadoEl Origen y el Pasado
M E X I C O
El Nacimiento de las Ingenierías 
Fundamentales
Ing. Civil
Ing. Mecánica
Ing. Eléctrica y
Electrónica
Ing. Química
Ing. Aeronáutica
Escuela de Puentes y 
Caminos, Francia
Máquina de Vapor por 
James Watt, Escocia
Después de los trabajos 
sobre electricidad por 
Edison en Estados Unidos
Máquinas a combustible y 
Automóvil en serie, 
Inglaterra y EUA
Aviación por los
Hermanos Wright, 
EUA
M E X I C O
Los Antecedentes de 
la Ingeniería Química
CALOR MAQUINA MOVIMIENTO
LA MAQUINA DE 
VAPOR
EL MOTOR A 
COMBUSTIBLE
Carbón
Gasolina 
y Diesel
Combustión
1825
1876
http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://img218.imageshack.us/img218/1653/antorchava0.jpg&imgrefurl=http://p007.es/2007/10/13/muerte-por-combustion-espontanea/&h=447&w=300&sz=21&hl=es&start=46&um=1&usg=__04sg3qAelJgF7zS4VpVqQWsgLE4=&tbnid=QRJGkmSSAbVjpM:&tbnh=127&tbnw=85&prev=/images%3Fq%3DCOMBUSTION%26start%3D42%26ndsp%3D21%26um%3D1%26hl%3Des%26sa%3DN
M E X I C O
La Ingeniería (Mecánica y Eléctrica) del Siglo XIX 
NO tenía respuestas para:
• Cómo identificar los componentes 
del petróleo, sus propiedades y su 
comportamiento
• Cómo procesar el petróleo a grandes 
volúmenes y en forma continua
• Cómo diseñar los equipos de 
proceso cuando hay 
transformaciones químicas 
Surge una 
nueva 
Especialidad: 
La Ingeniería 
Química
1888
M E X I C O
¿Qué es Ingeniería Química?
La definición que aparece actualmente en la 
Constitución del Instituto Americano de Ingenieros 
Químicos (AIChE), actualizada en 2003, y que es 
aceptada universalmente, es:
Ingeniería Química es la profesión en la 
cual el conocimiento de la matemáticas, 
la química y otras ciencias básicas, 
obtenido por el estudio, la experiencia y 
la práctica, es aplicado con juicio para 
desarrollar rutas económicas en el uso 
de los materiales y la energía, para 
beneficio de la humanidad.
M E X I C O
Los Albores de la Ingeniería Química
Quizá el primer evento en que se concibe 
un proceso químico industrial sea la 
producción de ácido sulfúrico en 1729. El 
1er. Proceso industrial es el proceso 
LeBlanc para producción de detergentes.
Con la Revolución Francesa en 1789, 
surgen las demandas de igualdad, que en 
términos prácticos significa dignificar la 
vida humana y aparece entonces la 
necesidad de sustituir la “fuerza bruta” 
del hombre por máquinas, que se 
desarrollan rápidamente.
Jacob Berzelius
En 1835, Berzelius publica su Teoría 
General sobre la Catálisis, que será el 
primer paso para estudiar las reacciones 
químicas desde un punto de vista causa- 
efecto.
Sadi CarnotNo es casual que en 1824, Carnot publica 
su gran obra Reflexions sur la puissance 
motrice du feu que sienta las bases 
teóricas de los ciclos termodinámicos y 
la segunda ley, que son el fundamento 
del desarrollo de las máquinas de vapor 
y los motores a combustible y prepara 
las bases de lo que será más tarde la 
termodinámica, cimiento fundamental de 
la futura ingeniería química.
http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://www.carondelet.pvt.k12.ca.us/Family/Science/GroupIVA/berzelius.gif&imgrefurl=http://www.carondelet.pvt.k12.ca.us/Family/Science/GroupIVA/silicon.htm&h=259&w=219&sz=25&hl=es&start=20&tbnid=qTyIDsQzaASMBM:&tbnh=112&tbnw=95&prev=/images%3Fq%3DBERZELIUS%26gbv%3D2%26hl%3Des%26sa%3DG
http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://www.rsc.org/ej/FD/2003/b210795n/b210795n-f2.gif&imgrefurl=http://pubs.rsc.org/ej/FD/2003/b210795n/&h=457&w=614&sz=92&hl=es&start=55&tbnid=vCTYkF9AyKPyVM:&tbnh=101&tbnw=136&prev=/images%3Fq%3DBERZELIUS%2BGeneral%2BTheory%2BCatalysis%26start%3D42%26gbv%3D2%26ndsp%3D21%26hl%3Des%26sa%3DN
M E X I C O
El nacimiento de la Ingenieria Quimica
En 1887 George E. Davis, un inspector de plantas 
industriales, y considerado el padre de la Ingeniería 
Química, ofrece 12 cursos sobre “la operación de los 
procesos químicos” y convoca a la formación de una 
nueva profesión: la Ingeniería Química, en la 
Universidad de Manchester, Inglaterra, en 1888. En 
1901 escribe el “Handbook of Chemical Engineering” 
considerado como el primer texto de la profesión.
En 1888 Lewis M. Norton ofrece el primer programa de 
cursos de “Ingenieria Quimica”, de 4 años, en el 
Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT) EUA.
El año de 1888 es considerado universalmente como 
el de la fundación de la Ingeniería Química.
George E. Davis (1850-1906)
Lewis M. Norton
(1855-1893)
Instituto Tecnológico de Massachussets.Universidad de Manchester, Inglaterra
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:MIT_Seal.png
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La consolidación de la profesión y 
las Operaciones Unitarias
Arthur D. Little en el MIT 
Operaciones Unitarias 
“Cualquier proceso químico, a 
cualquier escala, puede ser 
comprendido a través de una serie 
de lo que podemos llamar 
Operaciones Unitarias, como 
pulverización, secado, cristalización, 
filtración, evaporación y otras. El 
número de Operaciones Unitarias no 
es muy grande y relativamente pocas 
de ellas se encuentran en un proceso 
particular” 
Arthur D. Little, MIT, 1915
1er. Anuncio solicitando Ingenieros Químicos
para el Laboratorio de Arthur D. Little en el MIT
en los Estados Unidos (1920)
“la Ingeniería Química… no es una mezcla 
de química e ingeniería mecánica, sino una 
ciencia por sí misma, cuya base la 
conforman las Operaciones Unitarias, que 
en su propia secuencia y coordinación, 
constituyen un proceso químico, tal como 
se realiza a escala industrial”
M E X I C O
El Objeto de la Ingeniería Química
Sujeto  Objeto de Estudio   Propósito  
Médico  El Cuerpo Humano  La Salud  
 
Ingeniero Químico 
 
La Planta Química 
Generar productos  en forma 
rentable y competitiva, con 
cumplimiento de 
restricciones de 
sustentabilidad 
 
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Las Funciones de la 
Ingeniería Química
Educación Investigación Tecnologíae Innovación
Diseño:
Ingeniería 
Básica
Procura Construcción Operación yMantenimiento
Diseño:
Ingeniería 
de Detalle
Ingeniería Económica y Finanzas
Preservación del Ambiente y la Seguridad
Sustentabilidad
Administración
La Planta Química de Proceso
M E X I C O
Escuelas de Ingeniería Química en México
Escuela Nacional de Industrias Químicas
En 1916, por Decreto Presidencial del entonces Presidente de la 
República, General Venustiano Carranza, se crea la Escuela 
Nacional de Industrias Químicas que en febrero de 1917 se 
incorpora a la UNAM ( hoy Facultad de Química).
En 1941 se crea el Instituto de Química siendo la especialidad 
impartida fue Química Orgánica.
En 1941 se inicia la carrera de Ingenieros Petroquímicos en la 
Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura del IPN. ( ESIA ).
EN 1948 nace la Escuela Superior de Ingeniería Química e 
Industrias Extractivas del IPN (ESIQIE) con las carreras de 
Ingeniería Química Industrial, Ingeniería Metalúrgica e Ingeniería 
Petroquímica.
Hoy en día existen 164 escuelas en México que ofrecen la carrera, 
bajo diversas modalidades.
En 1958 se crea en México el Instituto de Ingenieros Químicos 
(IMIQ), la institución que agrupa a los Ingenieros Químicos 
mexicanos.
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M E X I C O
IngenierosMexicanos que tienen reconocimiento 
en México y en el mundo
Agustina Solorzano Rojas
Mario Molina Enriquez y
Luis Miramontes Cárdenas
Alberto Urbina del Raso
Victoria de Mora Vizcaino
Estanislao Ramirez Ruiz
Carlos López MoraErnesto Domínguez Quiroga
Andrés Manuel del Río +
Victoria de la Mora Vizcaíno +, 1ª. mujer Ing. Q. 1917
Estanislao Ramírez Ruiz +, Padre de la Ing. Química en México
Maria Virginia Monfort González +, 1ª. Ced. Prof a una Mujer Ing.Q 1949
Agustina Solórzano Rojas 1ª. Egresada de la ESIQIE y pionera IMIQ
Alberto Urbina del Raso +
Luis Ernesto Miramontes Cárdenas +
Carlos López Mora +
Mario Molina Enríquez (Premio Nobel de Química)
Cesar Octavio Baptista Montes +
Ernesto Domínguez Quiroga +
M E X I C O
Empleo y Actividades Productivas
DISTRIBUCION DEL EMPLEO EN LOS ESTADOS UNIDOS
28
17
413
3
13
4
4
2
5
3 4
Industria Química
Combustibles
Electrónica
Alimentos
Materiales
Biotecnología
Celulosa
Ingeniería
IDT
Ambiente
Negocios
Otros
INGENIEROS QUIMICOS, 2008
M E X I C O
Empleo y Actividades Productivas
?
DISTRIBUCION DEL EMPLEO EN MEXICO
INGENIEROS QUIMICOS, 2008
Industria Química y
Petrolera
Comercio y Servicios
Alimentos
Metalurgia
Minería
Construcción
Vestido
Transporte
Electricidad
Otros no Relacionados
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Contenido
 Los Retos y el FuturoLos Retos y el Futuro
 El PresenteEl Presente
 Hacia la SustentabilidadHacia la Sustentabilidad
 El Origen y el PasadoEl Origen y el Pasado
M E X I C O
Química industrial
Petróleo
Acido Sulfúrico
Soda Ash (Detergentes)
Gasolina
Siglo 
XVII
La Evolución incesante
Ciencia de la Ingeniería Química
Termodinámica Dinámica Fluídos Cinética Control Computación
Catálisis
 
Reactores 
Cinética
 
Superficies
Fenómenos 
Transporte
•Equilibrio de 
Fases
 
-
 
Transferencia 
de Masa
 
-Microestructu-
 
ras
Teoría Control
 
Optimización
Simulación
 
Modelamiento
 
CAD
1975
Azufre
Sal de Mar
1915
1950
Operaciones Unitarias
Agitación
 
Mezclado
 
etc.
Catálisis
 
Intercambio de Calor
 
Combustión
Destilación
 
Extracción
 
Absorción
 
etc.
Preparación Reacción Separación
Reciclo
Productos
 
Subproductos
 
Efluentes
Materias 
Primas
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M E X I C O
Sistemas de la Ingeniería Química
Año 
2008+
Año 
1975
metros
se
gu
nd
os
10-12 10+310-310-610-9 10+6100
10-12
10-9
10-6
10-3
100
10+3
10+6
Ingeniería
Molecular 
y nano
cinética
catálisis
Ambiente
Dinámica de Fluídos
TermodinámicaQuímica de
reacciones
Transporte
Operaciones
Unitarias
La Evolución incesante, 
la Micro y la Macro Escala
M E X I C O
metros
10-12 10+310-310-610-9 10+6100
Ingeniería
Molecular 
y nano
cinética
catálisis
Ambiente
Química de
reacciones
Transporte
Operaciones
Unitarias
La Micro, Meso y Macro Escala
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M E X I C O
Las 10 Contribuciones más relevantes de 
la Ingeniería Química a la Humanidad
Las separación de los átomos y 
sus isótopos
La producción de polímeros 
plásticos
1 2
El conocimiento de las funciones 
del cuerpo humano y elaboración 
de herramientas y órganos 
artificiales
La producción masiva y 
económica de antibióticos
3 4
Producción de combustibles y 
petroquímicos a partir del 
petróleo y el gas natural
La producción de hules sintéticos
9 10
Los procesos y sistemas para el 
cuidado del ambiente
Los fertilizantes y el 
procesamiento de alimentos
7 8
La producción de fibras y telas 
sintéticas
La producción de oxígeno puro y 
otros compuestos del aire
5 6
M E X I C O
Contenido
 Los Retos y el FuturoLos Retos y el Futuro
 El PresenteEl Presente
 Hacia la SustentabilidadHacia la Sustentabilidad
 El Origen y el PasadoEl Origen y el Pasado
M E X I C O
Cómo han evolucionado los Paradigmas 
impulsores de la Ingeniería Química
En sus inicios, la preocupación de la 
profesión era producir productos 
nuevos y combustibles (fines del siglo 
XIX).
Producir 
Combustibles
y Productos Químicos
Procesar y Controlar 
las emisiones
Establecer Productos y Procesos que 
aseguren la Sustentabilidad de la 
Industria
Restricciones 
ómicas
Restricciones 
Ambientales
Restricciones para
la Sustentabilidad
Mínimas Restricciones
Hoy en día, el paradigma de la 
Sustentabilidad del planeta es una 
restricción central en la producción 
de energía y productos químicos, que 
está revolucionando el enfoque de la 
profesión
Optimizar la Rentabilidad de 
los Procesos
Econ
Más tarde surgió la necesidad de 
eficientar los procesos a fin de 
producirlos a gran escala y con 
mayores utilidades (Primera mitad del 
siglo XX)
A partir de la segunda mitad del siglo 
XX surgen las preocupaciones 
ambientales que generan 
restricciones para los procesos y 
productos de la industria química
M E X I C O
El futuro de la Ingeniería Química 
(7º. Congreso Mundial de Ingeniería Química, 2005)
LAS AREAS DE TRABAJO MLAS AREAS DE TRABAJO MÁÁS RELEVANTES PARAS RELEVANTES PARA
EL INGENIERO QUIMICO DEL SIGLO XXIEL INGENIERO QUIMICO DEL SIGLO XXI
SALUD, SALUD, 
SEGURIDAD Y SEGURIDAD Y 
MEDIO AMBIENTEMEDIO AMBIENTE
• Procesos 
Ambientales
• Prevención de 
Pérdidas
• Modelos de Riesgo 
y Seguridad
BIOPROCESOS E BIOPROCESOS E 
INGENIERIA DE INGENIERIA DE 
BIOSISTEMASBIOSISTEMAS
• Ingeniería 
Bioquímica
• Fármacos
• Toxicología
ENERGIA, ENERGIA, 
ALIMENTOS Y ALIMENTOS Y 
AGUAAGUA
• Tecnologías de Conversión 
de Energía y Utilización de 
Fuentes Alternas
• Manejo y Tratamiento de 
Agua
• Procesamiento de 
Alimentos y Bebidas
• Tecnología Química 
Sustentable
• Procesos Químicos 
Sustentables
• Productos Químicos 
Limpios
SUSTENTABILIDADSUSTENTABILIDAD
M E X I C O
Fuente: United Nations, World PopulationProspects, The 2005 Revision; y estimaciones del Population Reference Bureau, 2005 
Crecimiento de la Población Mundial 
1750–2150
Población en miles MM
0
2
4
6
8
10
17
50
18
00
18
50
19
00
1975
20
00
20
50
21
00
21
50
2000
6100 Millones
Se duplica
PaÍses menos 
desarrollados
Paises más desarrollados
19
50
2025
M E X I C O
Existencia de Vehículos a nivel Mundial*
* Fuente: Aguilar E., Rev. IMIQ, Vol 1-2, pp.5-12, 2002
0
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000
7,000
1751 1771 1791 1811 1831 1851 1871 1891 1911 1931 1951 1971 1991** Fuente: Carbon Dioxide Information Analysis Center (CIDAC), 
httpp://cdiac.esd.ornl.gov/trends/trends.htm
Evolución de las Emisiones 
Mundiales de CO2 
1751 – 2000 **
1930 1950 1980 1996 20202002
200
400
1000
800
600
Mundial
Estados 
Unidos
Año
Millones
MM Ton Carbono (C)
M E X I C O
La Prospectiva del Pico del Petróleo
M E X I C O
Contenido
 Los Retos y el FuturoLos Retos y el Futuro
 El PresenteEl Presente
 Hacia la SustentabilidadHacia la Sustentabilidad
 El Origen y el PasadoEl Origen y el Pasado
M E X I C O
La Industria Química ante el desequilibrio natural 
• La industria química ha generado dos 
tipos de productos “no naturales”:
– Productos Químicos Sintéticos (plásticos, hules, 
fibras)
– Energía Térmica con generación de gases de 
combustión (CO2 , SOx ,NOx , etc.)
… que probablemente han roto el equilibrio de los 
ciclos geobioquímicos
M E X I C O
Es una trayectoria y forma de vida que 
se sigue para permitir a la humanidad 
llenar sus necesidades de salud, 
ambientales, sociales y económicas, 
sin comprometer el progreso de las 
futuras generaciones
El Concepto de Sustentabilidad
“La Sustentabilidad es un camino de 
mejora continua, por el cual los 
productos y servicios requeridos por 
la sociedad, se producen y entregan 
cada vez con menos impacto negativo 
para la Tierra”
AIChE
M E X I C O
Los 8 Grandes Retos de la Ingeniería Química 
para la Sustentabilidad
Ingeniería y 
Química “verde” Análisis de los 
Ciclos de Vida
Toxicología
Ma
ter
ias
 Pr
im
as
Re
no
va
ble
s
Combustibles
Renovables
Ed
uc
ac
ión
pa
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la 
Su
ste
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bil
ida
d
Eficiencia
Energética
Se
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ra
ci
ón
, 
C
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tu
ra
 y
 U
so
de
lC
O
2
1
8
6
2
37
5
4
M E X I C O
Paradigmas 
Actuales
2006 2100 Año
Combustibles 
Fósiles
Procesos 
intensivos en 
consumo de 
energía
Procesos 
generadores 
de efluentes 
indeseables
Ignorancia de 
los sistemas 
vivos 
Gran Visión 
de Futuro
Energía 
renovable
Cero
emisiones
Conocimiento 
y respeto a los 
sistemas vivos
Materias 
primas 
renovables
Gran Visión 
de Futuro
Energía 
renovable
Cero
emisiones
Conocimiento 
y respeto a los 
sistemas vivos
Materias 
primas 
renovables
2025
Combustibles 
renovables
Conocimiento y 
aplicación de los Ciclos 
de Vida
Cargas químicas 
renovables
Química e ingeniería 
“verde”
Efectos 
Toxicológicos
Declinación de 
combustibles 
fósiles
Combustibles 
renovables
Conocimiento y 
aplicación de los Ciclos 
de Vida
Cargas químicas 
renovables
Química e ingeniería 
“verde”
Efectos 
Toxicológicos
Declinación de 
combustibles 
fósiles
Una Visión de Largo Plazo para la 
Sustentabilidad
Reducir la
intensidad
energética
Retos
Manejo 
adecuado del 
carbón
Desarrollo de la 
cultura de 
Sustentabilidad
Predominancia de 
combustibles 
fósiles
Reducir la
intensidad
energética
Retos
Manejo 
adecuado del 
carbón
Desarrollo de la 
cultura de 
Sustentabilidad
Predominancia de 
combustibles 
fósiles
Reducir la
intensidad
energética
Retos
Manejo 
adecuado del 
carbón
Desarrollo de la 
cultura de 
Sustentabilidad
Predominancia de 
combustibles 
fósiles
M E X I C O
Ingeniería Económica Optimización
Generación de Valor
Una estructura para la enseñanza 
de la Ingeniería Química
Ingeniería de 
Procesos
Ingeniería de 
Productos
Innovación
Tecnológica
Flujo de 
Fluidos
Transferencia 
de Calor
Ingeniería de 
Reactores
Procesos de 
Separación
Termodinámica
y 
Balance de 
Materia y 
Energía
Química
Bioquímica
Química e 
Ingeniería
Verde
Toxicología
Recursos 
Naturales
Ciclos de
Vida
Energía y 
Combustibles
Procesamiento 
de Efluentes
Sustentabilidad
Diseño y 
Operación 
Industrial 
Sustentable 
M E X I C O
La Ingeniería Química seguirá contribuyendo 
para que las nuevas generaciones de la humanidad 
alcanzen la Utopía: lograr un mundo feliz, en paz y 
próspero;
cuando todos los seres humanos obtengan los 
beneficios de la ciencia, la tecnología y la cultura
y aprendan el valor y el gozo de la vida,
cuando sean capaces de hacer una distribución 
equitativa y justa de los recursos naturales y del 
conocimiento,
en comunión y con respeto a la naturaleza que, en su 
gran diversidad, ha dado cobijo a las generaciones 
anteriores.
Enrique Aguilar Rodríguez
M E X I C O
Gracias…
eaguilar@imp.mx
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	El Nacimiento de las Ingenierías Fundamentales
	Los Antecedentes de la Ingeniería Química
	La Ingeniería (Mecánica y Eléctrica) del Siglo XIX NO tenía respuestas para:
	¿Qué es Ingeniería Química?
	Los Albores de la Ingeniería Química
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	La consolidación de la profesión y �las Operaciones Unitarias
	El Objeto de la Ingeniería Química
	Las Funciones de la Ingeniería Química
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	Empleo y Actividades Productivas
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	Las 10 Contribuciones más relevantes de la Ingeniería Química a la Humanidad
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	Evolución de las Emisiones Mundiales de CO2� 1751 – 2000 **
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	La Industria Química ante el desequilibrio natural 
	El Concepto de Sustentabilidad
	Los 8 Grandes Retos de la Ingeniería Química�para la Sustentabilidad
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	Una estructura para la enseñanza�de la Ingeniería Química
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	Gracias…