La Ingeniera Qumicaintroduccin2313

I n s t i t u t o T e cn o l óg i c o d e
V e ra cru z

Ingeniería Química

Fundamentos de Investigación

Desarrollo Histórico de la
Ing. Química

Por:

Augusto Geovanny Martínez Cortés

Revisado:
Profa. Miriam López Meza

Índice
Introducción ............................................................................................... 1
La química y su campo de estudio ................................................................ 2
La química como ciencia
Campo de la química
Orígenes de la química como ciencia ........................................................... 2
Descubrimiento y desarrollo de la química .................................................. 4
La antigüedad
Edad media
Nacimiento de la química moderna
Creación de la ingeniería química (IQ) ........................................................ 9
Investigaciones Recientes en química ........................................................... 11

Aplicaciones de la Ingeniería Química, hoy en dia
Aplicaciones en el sector industrial .............................................................. 12
Aplicaron en las industrias alimenticias
Procedimientos químicos utilizados en el sector alimenticio ........................ 14
Nitrógeno
Congelación criogénica
Criopulverización
Hidrogeno
Spager
Irradiación
Inconvenientes de la Ingeniería Química en le sector industrial .................. 16
Residuos toxicos
Contaminación atmosferica
Dioxido de carbono
Efecto invernadero
Lluvia acida
Destrucción del ozono
Conclusión ................................................................................................... 19
Bibliografía ................................................................................................... 20

Desarrollo Histórico de la Ingeniería Química
I.T.V.

Introducción

L a química puede ser llamada una ciencia nueva, ya que a diferencia de
las matemáticas y la física que ya se había venido estudiando como
ciencias hace ya varios siglos, la química apenas dos siglos fue considerada como
una ciencia, gracias a los trabajos de numerosos investigadores, entre ellos el padre
de la química: Antoine Lavoisier.

Aunque los temas o los fenómenos químicos se han visto desde el inicio de la
humanidad, los humanos no la habían nombrado como ciencia formal, estos
fenómenos que los podemos ver todos los días, como la combustión, la respiración,
el crecimiento de los seres vivos, la descomposición entro un sin numero de
fenómenos, que sin la química, nunca hubieran podido ser comprendidos,
estudiados y la humanidad nunca hubiera podido haber alcanzado este nivel de
vida.

Entre todas las ciencias, la química es una de las mas importantes, ya que
todas las cosas que vemos en nuestros hogares, el plástico de los aparatos
electrodomésticos, materiales sintéticos, detergentes, jabones, ácidos, bases y toda
la mayoría de productos que nosotros los seres humanos usamos para hacernos la
vida mas cómoda, son producto de los miles de estudios que nos ha dado la
química. La gasolina de los automóviles, de los aviones, barcos, reactores de los
submarinos nucleares y un sin
fín de cosas que se han creado.

En pocas palabras la
química, tal vez que cualquier
otra ciencia, abarca muchos
sectores: alimentos, sector
clínico, farmacéutico, industrial,
alimenticio. Y el principal
objetivo de la química y de sus
estudiosos es el de encontrar
procesos, productos y servicios
que mejoren la calidad de vida
humana.

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L a química es una ciencia empírica, ya que estudia las cosas por medio
del método científico, es decir, por medio de la observación, la
cuantificación y, sobre todo, la experimentación. En su sentido más amplio,
Ciencia que estudia la composición, propiedades y transformaciones de la materia.

El campo de la química se estructura en cinco áreas:

Química orgánica: estudia la composición, propiedades y transformaciones de

sustancias que contienen el elemento carbono a excepción de los carbonatos y
óxidos de carbono.

Química inorgánica: estudia todos los elementos y sus compuestos con la

excepción de aquellos que están constituidos por cadenas de átomos de carbono.

Química analítica: estudia la determinación cuantitativa y cualitativa de la

materia.

Química física: estudia la relación entre la materia y la energía, es decir, los

patrones de comportamiento de las reacciones químicas en función de las
propiedades físicas y químicas de las sustancias.

Bioquímica: estudia la estructura y transformaciones de la materia en los

organismos vivos.

Orígenes de la Química como ciencia
esde sus orígenes, el hombre ha tenido que cubrir una serie de
D necesidades que les han obligado a transformar los productos que la
naturaleza le ofrecía. Estas necesidades se han incrementado a lo largo
de su historia, ya que, a medida que se satisfacían unas, aparecían
otras nuevas. Esto ha traído consigo que el grado de transformación de los
productos naturales haya sido cada vez mayor y más complejo.

El descubrimiento del fuego origina la aplicación de las primeras
operaciones de proceso a las necesidades humanas: alimentación, vivienda,
vestido, transporte, etc.

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El principio del dominio de la química es el dominio del fuego. Hay indicios
de que hace más de 500.000 años, en tiempos del homo erectus, algunas tribus
consiguieron este logro que aún hoy es una de las tecnologías más importantes. No
sólo daba calor en las noches de frío, también ayudaba a protegerse contra los
animales salvajes y permitía la preparación de comida cocida. Esta contenía menos
microorganismos patógenos y era más fácilmente digerida. Así bajaba la
mortalidad y se mejoraban las condiciones generales de vida. Nuevamente, resultó
imprescindible para el desarrollo de la metalurgia, la madera, el carbón y la
mayoría de los procesos químicos.

Otros procesos conocidos ya en la antigüedad son: la fermentación para
obtener vino; la obtención de materiales cerámicos; la obtención de tintes; la
metalurgia del cobre, bronce, hierro y la obtención de sal común mediante
evaporación del agua de mar por energía solar.

No obstante, aunque estas operaciones de proceso son la base y el origen de
las modernas operaciones unitarias, no se pueden considerar como constituyentes
de una industria química propiamente dicha. Su escala de operación, su desarrollo
y la forma de introducir modificaciones al proceso, totalmente empírico, hacen
que se les considere como procesos artesanales.

Los conocimientos químicos comenzaron cuando las personas empezaban a
preguntarse le porque de las cosas, el porque de los fenómenos. El filósofo griego
Aristóteles pensaba que las sustancias estaban formadas por cuatro elementos:
tierra, aire, agua y fuego. Entre los siglos III a.C. y el siglo XVI d.C la química
estaba dominada por la alquimia. El objetivo de investigación más conocido de la
alquimia era la búsqueda de la piedra filosofal, un método hipotético capaz de
transformar los metales en oro. En la investigación alquímica se desarrollaron
nuevos productos químicos y métodos para la separación de elementos químicos.
De este modo se fueron asentando los pilares básicos para el desarrollo de una
futura química experimental.

La química como tal comienza a desarrollarse entre los siglos XVI y XVII. En
esta época se estudió el comportamiento y propiedades de los gases estableciéndose
técnicas de medición. Poco a poco fue desarrollándose y refinándose el concepto de
elemento como una sustancia elemental que no podía descomponerse en otras.
También esta época se desarrolló la teoría del flogisto para explicar los procesos de
combustión.

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Se considera que los principios básicos de la química se recogen por
primera vez en la obra del científico británico Robert Boyle: The Skeptical Chymist
(1661).

La química como tal comienza sus andares un siglo más tarde con los
trabajos del francés Antoine Lavoisier y sus descubrimientos del oxígeno, la ley de
conservación de masa y la refutación de la teoría del flogisto como teoría de la
combustión. Quien fue llamado el padre de la química. Ya que En 1789, casi
coincidiendo con la Revolución Francesa, Lavoisier publicó su libro:

“Tratado elemental de química”

Este libro fijaba los fundamentos de la química como
una disciplina genuinamente científica, y los químicos
suelen considerarlo como el equivalente en química de lo
que fueron los Principia Matemática de Newton. Lavoiser
expone en este libro el método cuantitativo para interpretar
las reacciones químicas y propone el primer sistema de
nomenclatura para los compuestos químicos, del que aún
perduran por ejemplo, la clasificación de los compuestos
binarios del oxígeno. Además, proporcionaba detalladas
descripciones de las técnicas utilizadas, incluido el
equipamiento y el tipo de experimentos realizados.

Descubrimientos y el Desarrollo de la química:
La Antigüedad

Aristóteles (384-322 a. C.), con su teoría de los cuatro elementos (fuego, aire, agua
y tierra) junto con las características o cualidades de cada uno de ellos (caliente,
frío, húmedo y seco), intentó explicar la naturaleza de la materia.

Demócrito (S. V-IV a.C.) fue el fundador de la teoría atomista, según la cual la
materia está constituida por átomos indivisibles que se mueven en un vacío. Para
Demócrito, el mundo atomístico está regido por la necesidad mecánica.

Edad Media

María la Judía (s. IV-V) inventó el kerotakis o baño maría.

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Geber (720-800), su verdadero nombre era Jabir Ibn Hayyan, y a él se le atribuyen
entre otros descubrimientos el del agua regia, del ácido sulfúrico, del ácido nítrico
y la preparación del alcohol absoluto.

San Alberto Magno (1193-1280) se interesó por la alquimia desde un punto de
vista científico y experimental y destacó por el conocimiento de los minerales.

Bacon (1210-1292) estuvo interesado en las investigaciones experimentales
relativas a la transmutación de los metales; describió la fabricación de la pólvora y
enunció las leyes de la refracción y reflexión de la luz.

Paracelso (1493-1541). Su verdadero nombre era Teofrasto Bombast von
Hohenheim. Desarrolló un sistema teosófico que le condujo al estudio de
aplicaciones prácticas de los compuestos químicos, e instituyó la aplicación de los
metales y de sus sales en medicina, y además estudió de forma sistemática sus
efectos.

El nacimiento de la química moderna

Robert Boyle (1627-1691) destruyó las teorías alquimistas y sentó algunas de las
bases de la Química Moderna con al publicación de su obra El químico escéptico
en 1667. Su importancia se debe sobre todo a que introdujo el método analítico.
Atacó la teoría de los cuatro elementos de Aristóteles, y estableció el concepto de
elemento químico (sustancia inmutable e indestructible incapaz de
descomposición) y compuesto químico (combinación de elementos). Estudió
también el comportamiento de los gases; definió el ácido como la sustancia que
puede hacer variar el color de ciertos jugos vegetales; analizó sales por medio de
reacciones de identificación, etc.

Lavoisier (1743-1794). La gran labor de Lavoisier fue tanto a nivel experimental
como, sobre todo porque fue capaz de sistematizar y elaborar leyes fundamentales.
Antoine Laurent Lavoisier aplicó el método analítico cuantitativo. Determinó las
propiedades del oxígeno y dio una explicación al fenómeno de la combustión,
desplazando al hipótesis flogista; a partir de ahí fue posible generalizar la idea de
óxido, ácido y sal, y de esta manera sistematizar los conocimientos de la época y
establecer la nomenclatura de al Química Moderna.
Formuló la ley de la conservación de la materia. Afirmó que los alimentos se
oxidan lentamente durante el período de asimilación y dio una explicación
correcta de la función respiratoria.

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Proust (1754-1826) formuló la ley de las propiedades fijas en 1808. Sus análisis
químicos le permitieron descubrir la dextrosa y la glucosa.

Dalton (1766-1844) retomó la teoría de Demócrito y dio nueva vida a la teoría de
la constitución de la materia. Sus investigaciones sobre los gases atmosféricos le
llevaron a la formulación de la teoría atómica (los gases, los sólidos y los líquidos
están constituidos por partículas elementales o átomos). Sus aportaciones han sido
la base de la filosofía química y de ella surgieron la clasificación de los elementos,
el estudio de sus propiedades y las relaciones entre ellos. Contribuyó también al
establecimiento de la ley general de la dilatación de los gases por temperatura. En
el año 1807 enunció las leyes de la presiones parciales y de las proporciones
múltiples conocida en su honor como ley de Dalton.
Dalton estudió el efecto visual de la ceguera para lo colores, efecto que desde
entonces es conocido como daltonismo.
Mayow. La explicación de las reacciones químicas que fueron durante muchos
años un misterio, quedaron justificadas por Mayow quien lo explicó mediante la
idea de una fuerza de atracción de intensidad variable, existente entre los
compuestos.

Berzelius (1779-1848) explicó también las reacciones químicas con la idea de la
fuerza de atracción eléctrica entre cargas positivas y negativas. (Las experiencias
de la electrólisis hicieron dividir los compuestos en negativos y positivos).
Con posterioridad, y tras el descubrimiento del cloro y sus reacciones, se descubrió
una carga eléctrica negativa de masa muy pequeña que se transfiere de unos
átomos a otros, es decir el electrón.

Dumas. Nuevos descubrimientos relativos a la química del carbono, hicieron
pensar a Dumas en la existencia de la molécula como un compuesto único y no
formado por dos partes eléctricamente opuestas; en estas moléculas las partes
podrían sustituirse unas por otras sin tener en cuenta sus caracteres
electroquímicos.
Siglos XIX y XX
A lo largo de estos dos siglos son continuos los avances y descubrimientos en la
Química, y además, las aplicaciones técnicas de estos descubrimientos
contribuyeron al nacimiento de nuevas industrias, que jugaron un papel clave en
la industrialización de los países europeos. Son, también, numerosos los científicos
que han realizado aportaciones relevantes.

Gay-Lussac (1778-1850) estableció la ley de los volúmenes de combinación de las
sustancias gaseosas.

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La teoría de Dalton no podía aplicarse al principio de las combinaciones gaseosas
enunciado por Gay-Lussac, hasta que Avogadro formuló su hipótesis, la cual partía
de la distinción entre átomos y moléculas, estableciendo la base para la teoría
atómico-molecular.

Amadeo de Quaregna, conde de Avogadro (1776-1856) estableció una atrevida
hipótesis, recogida en la ley que lleva su nombre, en la que se expone que el
número de moléculas contenidas en un determinado volumen gaseoso, a igualdad
de presión y temperatura, es el mismo para todos los gases. Esta teoría sólo se
conmovió con los descubrimientos de la radiactividad y de la constitución del
átomo.

Edward Frankland estableció en 1852 la idea de valencia.

Liebig (1803-1873) fue uno de los primeros químicos orgánicos del mundo.
Destaca la aplicación de sus análisis en la agricultura y en la fisiología; dio los
primeros pasos en la química de los alimentos, al analizar los fenómenos químicos
de la cocción y mejorar los procedimientos de análisis de las aguas minerales, etc.
Cabe nombrar también que fue el descubridor de cloroformo y el cloral.

Kekulé (1829-1896) se dedicó al estudio de la Química orgánica,
fundamentalmente al de la constitución de los compuestos aromáticos, y en primer
lugar el benceno. Su teoría sobre la tetravalencia del carbono y sobre los enlaces
múltiples de este elemento fueron el punto de partida para grandes avances en la
Química orgánica.

Mendeleiev (1834-1907) marcó una etapa decisiva en la Química con su Sistema
Periódico de los Elementos. Lo estableció en base a la idea de que las propiedades
de los elementos pueden representarse por funciones periódicas de sus pesos
atómicos. Mendeleiev predijo las propiedades de algunos elementos desconocidos
hasta entonces, como los que aparecían debajo del boro, del aluminio y del silicio,
y a los que él denominó respectivamente ekaboro, ekaaluminio y ekasilicio.
Posteriormente estos elementos fueron descubiertos y llamados escandio, galio y
germanio; este hecho dio lugar a una aceptación plena del Sistema de Mendeleiev
por parte del mundo científico.

Gibbs (1839-1903) se distinguió por sus trabajos sobre Termodinámica y su
aplicación a la Química. Introdujo el concepto de entalpía libre, esencial para el
tratamiento del equilibrio.

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Van't Hoff (1852-1911) realizó estudios sobre la estructura del átomo de carbono,
que dieron lugar a la estereoquímica o química del espacio.

Arrhenius (1855-1927) teorizó sobre la disociación electrolítica y su ley sobre la
variación de la velocidad de reacción con la temperatura.

Thomson (1856-1940) estudió las propiedades eléctricas de la materia, en especial
las de los gases. Descubrió que los rayos catódicos estaban formados por partículas
cargadas negativamente (los electrones), y de ellas determinó la relación existente
entre su carga y su masa. Es autor del modelo atómico que lleva su nombre.

Nernst (1864-1941) realizó estudios sobre la teoría de las pilas voltáicas y del
cálculo de los equilibrios. En 1906 enunció su teorema del calor, que fue la base
para el tercer principio de Termodinámica.

Werner (1866-1919) investigó sobre la estereoquímica de los compuestos
inorgánicos, en especial los relativos a la estructura y propiedades de los
complejos, sobre los que elaboró la teoría de la coordinación. Werner aceptó que
los metales de transición forman complejos debido a una valencia secundaria o
residual, denominada índice de coordinación; dicha valencia se distribuye en
direcciones determinadas en el espacio. Además interpretó numerosas propiedades
de los complejos y predijo la existencia de isómeros ópticos inorgánicos.

Marie Curie (1867-1934) y su marido Pierre (1859-1906), siendo ambos
ayudantes de Bequerel, descubrieron el polonio y el radio. En 1903 recibieron los
tres el premio Nobel de Física. Partiendo de la pechblenda, obtuvieron cloruro y
bromuro de radio, que tenía la particularidad de emitir calor sin pérdida de masa.
Marie Curie propuso llamar radiactividad al fenómeno de emitir radiaciones y
llamar radiactivos a los cuerpos que la poseen, y fue ella quien, en 1922, recibió el
Premio Nobel de Química.

Sommerfeld (1868-1951) aportó una teoría sobre las órbitas elípticas relativas a
los átomos; estableció la relación existente entre la capacidad eléctrica y la
calorífica de los metales y dedujo también la teoría de los electrones metálicos.

Rutherford (1871-1937) debe sus mayores éxitos a las investigaciones sobre la
radiactividad, pues fue el primero en establecer la naturaleza y transformaciones
de las sustancias radiactivas. Encontró que la radiactividad era el resultado de la
desintegración espontánea del radio y que sufría una transformación en diversos
elementos que clasificó en rayos alfa, beta y gamma. En 1919, consiguió de forma

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artificial una transmutación de elementos al bombardear el nitrógeno con
partículas alfa.
Su teoría sobre la composición del átomo, constituido por un núcleo positivo y los
electrones negativos que giran a su alrededor se conoce actualmente con el
nombre de modelo atómico de Rutherford.

Debye (n 1884). Merecen mención su teoría sobre las fuerzas interiónicas, que
junto con otros trabajos en los que aplicó la teoría cuántica a la Química, le
valieron el Premio Nobel de Química en 1936.

Bohr (1885-1962), en 1911, expuso un nuevo modelo atómico en el que
introdujo los principios de la teoría de Planck. Indicó, también, con gran precisión,
las características que permitieron el descubrimiento del elemento 72 del sistema
periódico (hafnio).

Pauli (1900-1958) realizó trabajos significativos relativos a la mecánica cuántica,
entre los que destaca su aplicación a la Química. Una de sus grandes aportaciones
fue el principio de exclusión, que lleva su nombre, y que regula la distribución de
los números cuánticos en los electrones del átomo. Además, predijo la existencia
del neutrino a partir del estudio de las anomalías en la emisión de partícula beta.

Linus Pauling (1901-1994) fue uno de los primeros en introducir la mecánica
cuántica a la Química. Se ha distinguido por sus trabajos relativos a la naturaleza
del enlace químico y la estructura molecular de las proteínas. Pauling no sólo
recibió el Premio Nobel de Química en el año 54, sino que por sus actitudes
antibelicistas recibió el Premio Nobel de la Paz en 1962

Creacion de la ingenieria Quimica
(IQ)

L a moderna industria química comienza
realmente su desarrollo a mediados del
siglo XVIII cuando Ruerbruch (1746)
pone a punto el método de las cámaras de
plomo para producir ácido sulfúrico, y
cuando Matt Leblanc (1971) desarrolla el
proceso para producir sosa, se acelera dicho
desarrollo. La moderna industria química
trajo consigo que la forma de quot;hacer químicaquot;

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que hasta ese momento se había utilizado no fuera capaz de dar respuesta a las
nuevas necesidades que eran demandadas. Se produce en consecuencia un vacío
que debe cubrir una nueva disciplina que pueda dar satisfacción a estas
necesidades creadas por la moderna industria química. Este vacío deberá ser
cubierto por lo que, hoy en día, se conoce como Ingeniería Química.

La IQ es la rama de la ingeniería que estudia la aplicación, el desarrollo y la
operación de procesos de manufactura en los cuales, mediante cambios en la
composición y en las características físicas de los materiales, se crean bienes,
productos y servicios, industriales o comerciales, en otras palabras, es la ingeniería
que diseña, dirige la construcción, y opera equipos y plantas que, a través de
procesos físicos y/o químicos, inducen cambios de agregación, de pureza o de
identidad de la materia, a una escala industrial rentable.

En los últimos años la industria química ha experimentado cambios
significativos debido al incremento del costo de la energía y las regulaciones
ambientales cada vez más estrictas; esto ha ocasionado modificaciones en los
procedimientos de diseño, construcción, operación, administración, análisis,
simulación, optimización y control de las plantas de la industria petrolera,
petroquímica básica, petroquímica secundaria, fábrica de celulosa y papel, vidrio,
cemento, plástico, fibras, etcétera.

Ante la globalización de la economía, la competitividad de los bienes y
servicios en costo, precio, calidad y presentación ha sido muy dinámica. En este
contexto, México gradualmente evoluciona de su papel tradicional de exportador
de materias primas (principalmente petróleo) a exportador de manufacturas; es
por ello que el país requiere de profesionales de la Ingeniería preparados para
modificar y actualizar sus capacidades instaladas, desarrollar nuevos procesos y
tecnologías, para participar con éxito en el mercado internacional, incluyendo al
doméstico, con un mayor nivel de valor agregado en sus productos. Más aún
cuando la industria química ocupa el segundo lugar de producción entre las
industrias de transformación, antecedida por la alimentaría, seguida de la
industria metálica básica y textil, en las cuales la tecnología de procesos químicos
es fundamental.

Lo anterior implica una demanda creciente de ingenieros químicos
suficientemente preparados para responder a las condiciones cambiantes de la
industria química del país. Por lo tanto, es un imperativo para las universidades
asumir con responsabilidad el papel primordial que desempeña en la educación
para la enseñanza de la ingeniería química, estando cada vez más obligadas a

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formar profesionales con un alto nivel de preparación, acorde con los retos que se
presentan en su actuar ante la sociedad.

Para una significativa porción de la población y aun para algunos colegas de otras
ramas de la ingeniería, la Ingeniería Química es una profesión que a pesar de estar
ampliamente difundida, sigue siendo incomprendida y subestimada en el campo
de trabajo. Esto se traduce como:

quot;Los Ingenieros Químicos son ingenieros cuando hablan con los químicos... y
son químicos cuando se dirigen a los demás ingenierosquot;

Investigaciones recientes en química
Los recientes avances en biotecnología y ciencia de los materiales están
ayudando a definir las fronteras de la investigación química. En biotecnología se
ha podido iniciar un esfuerzo internacional para ordenar en serie el genoma
humano gracias a instrumentos analíticos sofisticados. Probablemente, el éxito de
este proyecto cambiará la naturaleza de campos como la biología molecular y la
medicina.

La ciencia de los materiales, una combinación
interdisciplinaria de física, química e ingeniería, dirige el
diseño de los materiales y mecanismos avanzados. Ejemplos
recientes son el descubrimiento de ciertos compuestos
cerámicos que mantienen su superconductividad a
temperaturas por debajo de -196 ºC, el desarrollo de
polímeros emisores de luz y la enorme diversidad de
compuestos que surgieron de la investigación sobre el
buckminsterfullereno.

Incluso en los campos convencionales de la investigación química, las
nuevas herramientas analíticas están suministrando detalles sin precedentes sobre
los productos químicos y sus reacciones. Por ejemplo, las técnicas de láser
proporcionan información instantánea de reacciones químicas en fase gaseosa a
una escala de femtosegundos (una milésima de una billonésima de segundo).

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Aplicaciones de la Ingeniería Química, hoy en día.
Aplicaciones En el Sector Industrial

L a industria química es el sector que se ocupa
de las transformaciones químicas a gran
escala.

La industria química se ocupa de la extracción y
procesamiento de las materias primas, tanto
naturales como sintéticas y de su transformación
en otras sustancias con características diferentes
de las que tenían originariamente.
Las industrias químicas se pueden clasificar en
industrias químicas de base e industrias químicas
de transformación. Las primeras trabajan con
materias primas naturales, y fabrican productos
sencillos semielaborados que son la base de las
segundas. Las industrias de base están localizadas en lugares próximos a las
fuentes de suministros. Las industrias químicas de base toman sus materias primas
del aire (oxígeno y nitrógeno), del agua (hidrógeno), de la tierra (carbón, petróleo
y minerales) y de la biosfera (caucho, grasas, madera y alcaloides).

Las industrias de transformación convierten los productos semielaborados
en nuevos productos que pueden salir directamente al mercado o ser susceptibles
de utilización por otros sectores. Tradicionalmente, las operaciones de la industria
química se basaban en una simple modificación o en un aumento de las
dimensiones de los aparatos utilizados por los investigadores en los laboratorios.
En la actualidad, todo proceso químico se estudia cuidadosamente en el laboratorio
antes de convertirse en un proceso industrial y se desarrolla gradualmente en
instalaciones piloto, no implantándose a gran escala hasta que no queda
demostrada su rentabilidad.

La transición desde el laboratorio hasta la fábrica es la base de la industria
química, que reúne en un solo proceso continuo llamado cadena o línea de
producción las operaciones unitarias que en el laboratorio se efectúan de forma
independiente. Estas operaciones unitarias son las mismas sea cual fuere la
naturaleza específica del material que se procesa.

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1.- Aplicación en Las Industrias Alimenticias
Los procesos utilizados en la industrias de alimentos constituyen el factor de
mayor importancia en las condiciones de vida y en la búsqueda de soluciones que
permitan preservar las características de los alimentos por largos períodos,
utilizando procedimientos adecuados en la aplicación de sustancias químicas en
los alimentos tales como el enfriamiento, congelación, pasteurización, secado,
ahumado, conservación por productos químicos y otros de carácter similares que
se les puede aplicar estas sustancias para su conservación y al beneficio humano.
Las industrias de alimentos como la MERK han
desarrollado nuevos productos como flavoides, folatos y
ácidos grasos polinsaturados (omega 3) para alimentos
funcionales y suplementos alimenticios. también ofrece
suplementos de vitaminas y minerales de los cuales
MERK ha sido internacionalmente reconocido como un
proveedor de primera calidad, además todo los
productos son enriquecidos con enzimas, antioxidantes
y preservantes, etc.
Los aditivos constituyen importancia en el valor de los
alimentos procesados, ya que son empleados a
alimentos mas de 2000 aditivos alimentarios,
colorantes artificiales, edulcorantes, antimicrobianos,
antioxidantes, autorizados para usarse en los alimentos.
La mayor parte de los alimento como harinas, enlatados, contiene aditivos pero
aún más las golosinas, los pepitos.

Procedimientos Químicos Utilizados en el Sector Alimenticio
(Algunos)
Nitrógeno.
Es una de las formas más natural de darle protección a los alimentos de los
defectos no deseados del oxígenos. El nitrógeno cumple ciertos requisitos en la
disponibilidad, manejo y propiedades que influyen en la preservación las cuales
con la química, la física y características organolépticas.
En la industria de alimentos, el Nitrógeno se aplica en la producción de aceites
vegetales y de pescados, grasas animales, carnes, productos lácteos. En granos

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como el café, maní, almendras, nueces, pasteles y alimentos preparados. En jugos y
pulpas de frutas y vegetales, conservación de vinos, entre otros.
La aplicación de nitrógeno como gas inerte permite mantener las características
organolépticas de los alimentos por largos períodos. Estas características son
alteradas normalmente por la utilización de los métodos convencionales.
El envasado con, atmósferas protectoras de nitrógeno, permite eliminar las
alteraciones bacterianas y químicas que sufren los alimentos en los procesos
convencionales.
Ventajas:
Conservado de cualidades organolépticas.

Conservado de nutrientes.

Conservado del calor.

No permite la proliferación de las bacterias.

Su aplicación puede efectuarse en instalaciones ya existentes y en todos los

sistemas de envasados en líneas.

Congelación Criogénica (Criocongelación)

Este proceso consiste en la aplicación intensa del frío para reducir la temperatura a
–18 ºC como mínimo, bloqueando de esta manera las reacciones bioquímicas de
los procesos enzimáticos que destruyen los alimentos.-
La congelación mediante los sistemas convencionales requiere de largos períodos,
sufriendo los alimentos la deshidratación celular, pérdidas de proteínas, color,
sabor, etc., perdiendo hasta un 10 % de H2 en peso.
Ventajas:
Aplicable a diferentes productos: carnes, verduras, frutas, alimentos

preparados, etc.
Deshidratación menor a 0,5% del peso específico.

Inalterabilidad del aspecto superficial.

Notable reducción de los costos de

inversión.

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Criopulverización:

Son sustancias que presentan bajos puntos de ablandamiento o termosensibles
como productos provenientes del caucho, productos oleaginosos, alimentos y
productos farmacéuticos al igual que algunos materiales que no pueden ser
triturados en molinos convencionales, son hoy día fácil y económicamente
pulverizados con nitrógenos líquido.
En la industria del café, azúcar, especies y oleaginosas, etc., esta aplicación
presenta ventajas adicionales tales como:
Incrementos de la producción.

Reducción del consumo de energía

Homogeneidad del producto y disminución de material reciclable.


Hidrógeno
En las grasas, aceites y ácidos grasos, el hidrógeno se aplica para modificar algunas
propiedades físico – químicas tales como punto de fusión, estabilidad química y
disminución del color y olor.
Los aceites comestibles comúnmente hidrogenados son los de soya, palma, maní y
maíz.
Sparger
Muchos líquidos poseen gases disueltos no deseados (O2) que ocasionan deterioro
o mala calidad del producto. Estos gases de los fluidos son eliminados por sistema
de Sparger, manteniendo la pureza del producto.
Oxicar pone en sus manos esta tecnología para la industria alimenticia, química,
petroquímica y petrolera.

Irradiación
Consiste en exponer a niveles altos de radiación para matar los insectos y las
bacterias nocivas; luego se empacan en recipientes sellados en los que se pueden
almacenar por meses sin que se descompongan.

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Las fuentes de radiación utilizada para preservar la mayoría de los alimentos son:
el cobalto (60) y el cesio (137) que son emisores y también se pueden utilizar los
rayos X y los rayos de electrones.
A través de la radiación se pueden destruir los nutrientes tales como vitaminas y
aminoácidos.

Inconvenientes de la Ingeniería Química en El Sector Industrial
Residuos tóxicos

Los residuos tóxicos son los materiales sólidos, líquidos o gaseosos que contienen
sustancias dañinas para el medio ambiente, para el ser humano y para los recursos
naturales. Los principales componentes que dan a los residuos su carácter
peligroso son: metales pesados, cianuros, dibenzo-p-dioxinas, biocidas y productos
fitosanitarios, éteres, amianto, hidrocarburos aromáticos policíclicos, fósforo y sus
derivados, y compuestos inorgánicos del flúor.

Pueden estar contenidos en recipientes que son destinados al abandono o se utiliza
la eliminación mediante vertido controlado que es el método más utilizado. El resto
de los residuos se incinera y una pequeña parte se utiliza como fertilizante
orgánico. Los residuos peligrosos no se eliminan, se almacenan dentro de
contenedores en lugares protegidos. Otros métodos más adecuados son su
almacenamiento en silos de hormigón o en formaciones geológicas profundas,
aunque ninguno es del todo fiable a largo plazo.

Los residuos más peligrosos son las sustancias biológicas, los compuestos químicos
tóxicos e inflamables y los residuos radiactivos.

Las sustancias radiactivas son peligrosas porque una exposición prolongada a su
radiación daña a los organismos vivos, y porque las sustancias retienen la
radiactividad durante mucho tiempo.

Contaminación atmosférica

La contaminación atmosférica es la que se produce en la atmósfera, según su
nombre indica, y es producida por residuos o productos secundarios gaseosos
sólidos o líquidos, que pueden poner en peligro la salud del hombre y la salud y

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bienestar de las plantas y animales, atacar a distintos materiales, reducir la
visibilidad o producir olores desagradables.

Cada año, los países industriales generan miles de millones de toneladas de
contaminantes. Muchos contaminantes proceden de fuentes fácilmente
identificables; el dióxido de azufre, por ejemplo, procede de las centrales
energéticas que queman carbón o petróleo. Otros se forman por la acción de la luz
solar sobre materiales reactivos previamente emitidos a la atmósfera. Por otra
parte, el descubrimiento en la década de 1980 de que algunos contaminantes
atmosféricos, como los clorofluorocarbonos (CFC), están produciendo una
disminución de la capa de ozono protectora del planeta ha conducido a una
supresión lenta de estos productos.

Dióxido de carbono

El aumento de la concentración de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera ha
sido uno de los impactos que el uso de combustibles fósiles ha producido sobre el
medio ambiente terrestre. La cantidad de CO2 atmosférico había permanecido
estable, aparentemente durante siglos, pero en los últimos 100 años ha ascendido.
Lo significativo de este cambio es que puede provocar un aumento de la
temperatura de la Tierra a través del proceso conocido como efecto invernadero. El
dióxido de carbono atmosférico tiende a impedir que la radiación de onda larga
escape al espacio exterior; dado que se produce más calor y puede escapar menos,
la temperatura global de la Tierra aumenta.

Un calentamiento global alto en la atmósfera tendría graves efectos sobre el medio
ambiente. Aceleraría la fusión de los casquetes polares, haría subir el nivel de los
mares, cambiaría el clima regional y globalmente, alteraría la vegetación natural y
afectaría a las cosechas. Estos cambios tendrían un enorme impacto sobre la
civilización humana.

Efecto invernadero

La Tierra se calienta gracias a la energía del Sol. Cuando esta energía llega a la
atmósfera, una parte es reflejada de nuevo al espacio, otra pequeña parte es
absorbida, y la restante llega a la Tierra y calienta su superficie.

Pero cuando la Tierra refleja a su vez la energía hacia la atmósfera, ocurre algo
diferente. En lugar de atravesarla y llegar al espacio, los gases de la atmósfera

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absorben una gran parte de esta energía. Esto contribuye a mantener caliente el
planeta.

De esta manera, la atmósfera deja que la radiación solar la atraviese para calentar
la Tierra, pero no deja salir la radiación que la Tierra irradia hacia el espacio. En
un invernadero ocurre lo mismo, salvo que en el invernadero se utiliza cristal, en
vez de gases, para retener el calor. Por eso llamamos a este fenómeno efecto
invernadero.

Los gases invernadero de la atmósfera cumplen la función de mantener la
temperatura media adecuada para la Tierra, a pesar de que las temperaturas
varíen mucho de un lugar a otro. Si estos gases aumentaran, retendrían demasiado
calor. Esto provocaría el recalentamiento del planeta.

Lluvia ácida

La lluvia ácida se forma cuando los óxidos de azufre y nitrógeno se combinan con
la humedad atmosférica para formar ácidos sulfúrico y nítrico, que pueden ser
arrastrados a grandes distancias de su lugar de origen antes de depositarse en
forma de lluvia. Adopta también a veces la forma de nieve o niebla, o precipitarse
en forma sólida. Un término científico más apropiado sería quot;deposición ácidaquot;. La
forma seca de la deposición es tan dañina para el medio ambiente como la líquida.

La lluvia ácida puede erosionar estructuras, dañar los bosques y las cosechas, y
poner en peligro la vida en los lagos y los ríos.

Destrucción del ozono

La actividad humana está teniendo un impacto negativo sobre la capa de ozono.
Los estudios muestran que la capa de ozono está siendo afectada por el uso
creciente de CFC que se emplean en refrigeración, aire acondicionado, disolventes
de limpieza, materiales de empaquetado y aerosoles. Este CFC esta haciéndole a la
capa de ozono un gran agujero que hace que las radiaciones ultravioletas del sol
entren con mas facilidad y esos rayos afectan mucho al medio ambiente y al
hombre, que le puede producir cáncer de piel.

Debido a la creciente amenaza que representan estos peligrosos efectos sobre el
medio ambiente, muchos países trabajan en el proyecto de suprimir la fabricación
y uso de los CFC. No obstante, los CFC pueden permanecer en la atmósfera durante
más de 100 años, por lo que la destrucción del ozono continuará representando
una amenaza durante décadas

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Mi Conclusión
A fin de conclusión tenemos que el medio que nos rodea y en el que el
hombre trabaja, vive y descansa constituye un sistema integral de
cuerpos y fenómenos interconectados, la interconexión de todos estos elementos,
incluyendo el medio ambiente, se pone de manifiesto en el hecho de de que el
cambio de uno de los componentes repercute en los demás y produce cambios en
su estado, estos cambios se deben tanto a procesos naturales como a la actividad
del hombre.

Entonces, conociendo el objetivo principal de la química como ciencia e
ingeniería, es el encontrar la manera de mejorar la calidad de vida del ser
humano, y por tanto de sus alrededores, ya que en ese sistema compuesto en el que
vive cualquiera alteración, provoca un desequilibrio total, que puede repercutir
directa o indirectamente en el propio desarrollo de la humanidad.

La naturaleza circundante constituye la base necesaria de la existencia del
hombre siendo la fuente de la energía y de las materias que se utilizan en el
proceso de la actividad vital del hombre. En la actualidad el intercambio de
materia y de energía ha alcanzado tales dimensiones que la actividad productiva
del hombre se ha convertido en un factor poderoso de acción global sobre la
naturaleza. Las extracciones de energía y materias del medio ambiente que la
sociedad lleva a cabo, así como su devolución en otras formas (como desechos
industriales, químicos y petroleros) alteran el curso de los procesos naturales en
las rotaciones energético-materiales naturales dinámicamente equilibradas

Tras la búsqueda de las herramientas y de la facilitación de la vida diaria del
hombre, la ingeniería química ha creado muchos procesos que bajan los costos,
pero muchos de ellos, a pasar de ser baratos monetariamente, son caros, ya que
contaminan y erosionan el medio, por lo tanto la tarea real del ingeniero químico
es el encontrar productos y procesos que mejoren la calidad de vida del ser
humano y promuevan también el desarrollo del ambiente.

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Bibliografía
El centro de documentos, publicaciones y recursos educativos © 1997
Monografias.com S.A.
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traduc. Efrén Alatorre Miguel, Ester Fdez. Alvarado y Emilio Sordo Zabay
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The Mc Graw Hill, México, 2007
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Química
Séptima edición
Pearson Educación, Mexico.
652p

Best Seller. Raymond Chang
7ma Edición.
Editorial Mc Graw Hill. 2020 p

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