¿Por qué estudiar Ingeniería Química?

Muchos estudiantes preguntan sobre como es la carrera de ingenieria quimica y las oportunidades laborales de la misma.
Que es la Ingenieria Quimica?

He aqui la gran pregunta. En vez de dar una definicion que no dice mucho, es mejor describir algunos aspectos de la ingenieria quimica para tener una mejor idea de que se trata.

Estudiar Ingenieria Quimica

Como en toda carrera de ingenieria, los programas de estudio contienen una buena dosis de matematica y fisica. Estas materias proporcionan una base de ciencias exactas que a uno lo preparan para usar muchas herramientas teoricas que son necesarias en la profesion. Uno de los puntos centrales en ingeneria es resolver problemas, y muchos de ellos se resuelven primero en papel y lapiz o en la computadora, por ejemplo usando una hoja de calculo, usando conceptos fisicos y matematicos. Este entrenamiento permite entender el lenguaje matematico donde los problemas se expresan mediante ecuaciones, o los procedimientos de calculo para disenar o optimizar procesos de manera muy poderosa. Ademas de entrenamiento en metodos fisicos y matematicos, la carrera tiene cursos especializados en la quimica y la tecnologia quimica y muchos otros.

A algunos les asusta el hecho de tener que estudiar temas como termodinamica, quimica, fisica, matematica, pero la realidad es que sin necesidad de tener una mente genial mucha gente logra estudiar estas materias y sacar bienas calificaciones, en base a poner mucho entusiasmo y dedicarle la debida atencion. Los estudiantes de la carrera fortalecen lazos de amistad cuando en las materias dificiles comparten los sufrimientos de estudiar para un examen dificil y las alegrias de aprobarlos, lo cual es una fuente de emociones fuertes. En algun momento se fracasa en algun examen y uno sufre, pero los companeros y amistades le dan animo para seguir, y luego se festeja cuando a uno le va bien.

Salida laboral del Ingeniero Quimico

Una vez obtenido el titulo, pasados los festejos, uno pasa de ser un estudiante avanzado a un desocupado mas. Es un momento dificil, ya que la industria quimica es muy ciclica y hay epocas donde no se encuantran muchas ofertas laborales. Tal vez al anio siguiente hay un crecimiento industrial y hay gran cantidad de pedidos de ingenieros. La ingenieria quimica es una de las mejor pagas, con excepcion de algunas muy especializadas como la nuclear. Si lo que a a uno le preocupa es ganar suficiente dinero esta carrera es una buena opcion. La ocupacion final de un ingeniero es muy diversa, puede ir desde puestos de trabajo en la industria quimica, que son muy variados, desde produccion, gestion de calidad, marketing, medio ambiente, investigacion, disenio, tecnologia, etc. En la industria lo importante es el negocio, reducir costos, aumentar el valor de los productos, resolver rapido cualquier inconveniente que ocurra. Las industrias de avanzada se dedican en gran parte a la innovacion para lo cual se disenian nuevos equipos, metodos y productos.estudia

Luego de graduarse muchos siguen estudiando posgrados y obtienen doctorados o maestrías, que le dan ya un caracter mas orientado a la ciencia e investigacion. Esta ruta academica suele terminar en la profesion de docente y/o investigador, ya sea en universidades o institutos de investigacion. El trabajo academico es diferente al de la industria ya que se busca producir nuevos conocimientos para ser difundidos. Los cientificos hacen calculos o experimentos cuyos resultaeos son escritos en articulos o "papers" de revistas cientificas que contribuyen al patrimonio cientifico mundial y les permiten aumentar su propio prestigio. En el ambito academico generalmente se compite por el financiamiento de los proyectos de investigacion, por ello es necesario mantener una buena productividad cientifica para asegurarse el futuro financiamiento. En EEUU los trabajos en la industria son generalmente mejor pagos que los del sector academico, a su vez hay otro sector que es el de los centros de investigacion del gobierno que son mejor pagos. En el sector academico generamente hay mas estabilidad laboral. Para estudiar posgrados generalemnte hay becas por lo cual es basicamente como un empleo en cual a uno le pagan por estudiar. Para acceder a las becas se requieren buenas calificaciones y cartas de recomendacion de profesores que a uno le conozcan, para ello conviene hacer pasantias de investigacion antes de terminar el pregrado. Cuanto mas alto es el nivel mas facil es conseguir becas, porque hay menos aspirantes por ejemplo los estudiantes posdoctorales consiguen becas mas facilmente que los que aspiran a un doctorado.

La Mujer en la Ingenieria Quimica.

La ingenieria quimica es una carrera ideal para la mujer o el hombre. En al ambito laboral es normal la presencia de ingenieras quimicas con gran exito. Existen numerosos ejempos de ingenieras quimicas que crean importantes contribuciones cientificas e inventos. Para ejemplos de contribuciones de mujeres a la quimica ver la exposicion.

Aun asi hoy en dia existe preocupacion de no son suficientemente muchas las mujeres que optan por este tipo de carreras, para asegurar la igualdad laboral es necesario que mas mujeres se dediquen a tareas cientificas y tecnicas, y que ocupen puestos directivos mas altos. Tambien hay organizaciones que se dedican a fortalecer el rol de la mujer en la ciencia y tecnica.

Rol social

El profesional de ingeneria quimica es un actor de las transformaciones que afectan a la sociedad. Un pais que disponga de gran numero de profesionales capacitados en ingenieria quimica (entre otros) tiene mayor potencial para desarrollar su propia ciencia y tecnologia, que son un pilar importante en el desarrollo.estudia

La capacidad cientifica y cultural de un pais son bienes dificiles de medir pero producen un gran impacto en el progreso del mismo. Obviamente los problemas sociales son complejos y y requieren soluciones politicas, organizativas y accion por parte de las propias comunidades. En este complejo conjunto de interacciones el ingeniero o ingeniera puede participar de proyectos para fomentar el desarrollo tecnologico, para proteger el medio ambiente o mejorar la educacion cientifica y tecnologica. Optar por la ingenieria quimica es hacer un aporte personal hacia un pais mas avanzado.

Producto mejorado para combatir la desnutricion

El pais africano de Malawi es uno de los mas pobres y posee un gran problema de desnutricion. Alli se esta llevando a cabo con gran exito el proyecto peanut butter (manteca de mani). Uno de los elementos claves consiste en un suplemento listo para usar (RUTF o Ready-to-Use Therapeutic Food). El mismo consiste de:30% leche en polvo 28% azucar 25% pasta de mani 15% aceite 1.6% de mezcla de vitaminas y mineralesAnteriormente se usaba un suplemento a base de leche pasteurizada que debia suministrarse en hospitales para mantener la esterilidad. Paradojicamente las condiciones de los hospotales causaban gran exposicion a infecciones. El nuevo producto evita el problema ya que se puede usar en el hogar. Su bajo contenido de humedad dificulta el crecimiento de microorganismos. La organizacion del proyecto monto en 2005 plantas para la elaboracion local del mismo. Varios estudios medicos describen los detalles del mismo.

El cero absoluto. Más frío imposible

El cero absoluto es la temperatura correspondiente a 0 grados kelvin o, lo que es lo mismo, -273'15 grados en la escala de Celsius, que es la que nosotros usamos habitualmente. Esta temperatura ha traído de cabeza a muchos científicos desde que Guillaume Amontons teorizó sobre su existencia en el año 1702: según él, debía de existir una temperatura mínima por debajo de la cual era imposible llegar. Muchos investigadores han querido acercarse, y no precisamente para saber si hace mucho frío. Parece ser que el cero absoluto es una caja de sorpresas.

¿De dónde surge la idea del cero absoluto?

Para entender que exista esta temperatura mínima a partir de la cual ya no puede hacer más frío debemos recordar qué es la temperatura en sí: aquello que denominamos ‘temperatura’ no es otra cosa que la manifestación del movimiento de las partículas que forman un cuerpo, la manifestación de su energía cinética. Cuanto más rápido se mueven, más caliente lo percibimos. Recuerda que las partículas de un cuerpo, los átomos, siempre están en movimiento; vibran, giran, se desplazan. Incluso las que forman un cuerpo sólido, aunque no lo parezca, se están moviendo. Así, cuando calentamos algo, lo que estamos provocando al fin y al cabo es que sus átomos se muevan más rápido. Hemos dicho que cuanto mayor es la velocidad que lleven los átomos, más elevada será la temperatura... Ah! ¿Pero qué pasaría si no se movieran en absoluto? Justo en el clavo. Acabamos de topar con el cero absoluto. Porque… claro está, estarse más quieto que quieto, es imposible.

Otra manera de manifestar la existencia de este cero absoluto, de una forma algo más práctica, es comprobar que a medida que enfriamos un cuerpo, su volumen disminuye (si la presión se mantiene constante). Si medimos esta disminución del volumen a diferentes temperaturas, y construimos una gráfica con el volumen en las ordenadas (el eje de las Y) y la temperatura en las abscisas (el eje de las X), obtendremos una recta -mirad el dibujito para seguir de cerca la explicación-. Extrapolando esta recta hasta allí donde las ordenadas tienen valor cero topamos con la mínima temperatura posible: -273,15ºC. La mínima porque... ¿qué quiere decir tener un volumen negativo? ¿Y un volumen cero?

Allí donde la gráfica cruza el eje de las X (temperatura) encontramos la temperatura en grados Celsius del cero absoluto: -273,15ºC.

El lugar más frío del universo

Allí donde hace más frío de todo el universo es en el espacio exterior, donde la temperatura se sitúa a 3 grados por encima del cero absoluto. ¿Por qué no se llega hasta el cero? Parece que el calor que produjo el Big Bang, la explosión que creó el universo, se encuentra difundido por todas partes y evita que la temperatura en el espacio sea inferior a los 3 grados kelvin. La medida de esta temperatura es una de las evidencias más importantes que nos indica que el Big Bang realmente ocurrió.

Inalcanzable

Los humanos somos capaces de hacer mucho más que la naturaleza cuando se trata de enfriar cosas. Durante casi un siglo hemos sido capaces de construir refrigeradores que alcanzan temperaturas inferiores a los 3 grados kelvin del espacio exterior. Actualmente, incluso, en algunos laboratorios adelantados como por ejemplo el Massachusetts Institute of Technology se han podido lograr temperaturas del orden de billonésimas de grado kelvin (es decir, 0,0000001 grados K). ¿Pero por qué no conseguimos llegar al cero absoluto? ¿Por qué no podemos detener los átomos?

En efecto, llegar al cero absoluto es completamente imposible desde el punto de vista práctico. Para entender por qué no podemos llegar al cero absoluto debemos recurrir al Tercer Principio de la Termodinámica. Este principio dice que no podemos llegar al cero absoluto mediante ningún procedimiento que conste de un número finito de etapas. ¿Qué quiere decir esto? En otras palabras: nos podemos acercar tanto como queramos, pero nunca llegaremos del todo.

Imaginémonos que quisiéramos enfriar un gas hasta el cero absoluto. De entrada sabemos que existe una relación entre la temperatura y la presión del gas, de forma que si el volumen se mantiene constante, la presión disminuye a medida que el gas se enfría. Desde un punto de vista teórico, pues, la presión llegaría a hacerse nula a la temperatura de 0 grados kelvin y las moléculas dejarían de menearse. Pero esto sabemos que no puede llegar a pasar nunca porque todos los gases condensan (pasan a estado líquido) por encima de esta temperatura.

¿Qué pasa cerca del cero absoluto?

A temperaturas próximas a 0 grados kelvin, la materia presenta propiedades inusuales, como por ejemplo la superconductividad, la superfluidez y la condensación de Bose-Einstein. Los materiales superconductores no presentan resistencia al paso de corriente eléctrica cuando son enfriados por debajo de una temperatura determinada. Así por ejemplo, a 4 grados kelvin (-269ºC) el mercurio se solidifica y puede conducir la corriente eléctrica sin ofrecer el menor asomo de resistencia. Por su parte, el helio conocido como helio 4 (su masa atómica es de 4) presenta un estado de superfluidez a temperaturas por debajo de -270’98ºC, de modo que forma una película sobre la superficie de los recipientes por donde fluye sin resistencia. Es decir, se comporta como si tuviera una viscosidad nula.

Cornell y Weinman felices por su hallazgo

El año 2001 los científicos Cornell y Weiman recibieron ex-aequo el premio Nobel de Física con Ketterle por sus estudios sobre los condensados de Bose-Einstein, tipificados como un nuevo estado de agregación de la materia que presentan ciertos materiales a temperaturas muy bajas. De hecho, tanto los superconductores como los superfluidos son ejemplos de estos condensados.

¿Qué es un condensado de Bose-Einstein?

A temperaturas normales, los átomos suelen encontrarse distribuidos en niveles de energía (niveles cuánticos) diferentes. Cerca del cero absoluto de temperatura, el cual representa el estado de menor energía posible, algunos tipos de átomos (los del mercurio, por ejemplo) se encuentran todos en los niveles de energía mínimos. De hecho lo más interesante es que todos se encuentran en el mismo nivel de energía (el mismo nivel cuántico). En esta situación, empiezan a hacer algo similar a fusionarse: todos los átomos pierden su individualidad y ocupan de pronto el mismo lugar. Podríamos decir que los átomos “condensan” en el nivel de energía mínimo. Este sorprendente hecho, difícil de entender según nuestra manera de percibir el espacio y la materia, es el que da propiedades especiales a los condensados de Bose-Einstein.

El 1995 Cornell y Weiman enfriaron una pequeña muestra de átomos hasta sólo algunas billonésimas de grado (0,000.000.001) sobre el cero absoluto. Es justo lo que necesitaban para poder observar un nuevo estado de agregación de la materia: la Condensación de Bose-Einstein. Por este hito ganaron el Premio Nobel de Química el año 2001.

Máquinas para acercarse al frío absoluto

Los criostatos son sofisticados aparatos que permiten llegar a temperaturas próximas al cero absoluto. Están extremadamente bien aislados del exterior y existen diferentes modelos en el mercado en función del rango de temperaturas que se pretende lograr. Si se quiere trabajar a temperaturas no inferiores a 0,7 grados kelvin, se pueden usar criostatos que utilicen helio líquido. Para lograr temperaturas por debajo de 0,7 grados kelvin, entonces no es suficiente con el helio líquido y hacen falta campos magnéticos.

En cualquier caso, podéis imaginaros que medir valores de temperatura próximos al cero absoluto no es nada fácil y los termómetros que se utilizan no tienen nada que ver con los convencionales.

La criogenia tiene aplicaciones muy interesantes y útiles, como por ejemplo su uso terapéutico en casos de Parkinson. Mediante una sonda criogénica se congela de forma selectiva el tejido del cerebro afectado por la enfermedad con objeto de destruirlo. Asimismo, el uso de la criogenia en operaciones de cataratas ha abierto nuevas posibilidades de cura.

Criostato en un centro de investigación finlandés (Laboratorio de Bajas Temperaturas).

Invente un mejor proceso y gane 10 millones

El famoso premio X-prize se creó para incentivar a pequeñas empresas aeroespaciales para desarrollar una nave espacial reusable de bajo costo. Hay algo similar en el campo de la quimica?Pareceria que sí.La empresa Barrick Gold posee un yacimiento en Argentina con gran contenido de plata, la misma esta aparentemente encapsulada en una capa impermeable de silice que dificulta la extraccion por metodos convencionales. La reduccion de tamañ0 de particula sería de gran ayuda pero los es energéticamente muy costosa dado que el mineral es muy duro y abrasivo.Por ello solicitan propuestas de tecnologias extractivas mas efectivas y ofrecen un premio de 10 millones de dolares. Cabe aclarar que la extraccion de metales preciosos esta sujeta a problemas medioambientales y sociales, asi que la tecnologia propuesta aparte de funcionar debería poseer un buen desempeño en cuanto a la seguridad, control de la contaminacion , etc.

Sobre la confiabilidad de los anuncios cientificos

Es comun encontrar errores de menor o mayor magnitud en articulos cientificos si uno es experto en el area. Esto es en parte natural dada la naturaleza incierta de las investigaciones y podria considerarse un fenomeno de menor importancia, pero segun un ensayo muy polemico escrito por John P. A. Ioannidis, la mayoria de las afirmaciones realizadas en los articulos cientificos son falsas.El mismo se basa en estadisticas sobre los estudios de medicina que muchas veces son refutados y cita varias causas como mal analisis de los resultados. Como medida de la probabilidad de certeza de un resultado cientifico define una cantidad llamada PPV (Positive predictive value) y estudia como esta cantidad es afectada por diversos factores. Las conclusiones de este analisis se resumen en varios criterios a seguir para estimar que tipo de estudios son mas confiables. Una de las mas interesantes y contraintuitivas es:
Corollary 6: The hotter a scientific field (with more scientific teams involved), the less likely the research findings are to be true.Cuanto mas "caliente" es un area de investigacion es menos probable que los descubrimientos sean ciertos. La explicacion es que en un area donde hay muchos equipos en competicion hay un gran incentivo para publicar los resultados positivos mas impresionantes. Hay incentivo para publicar resultados negativos si refutan un resultado positivo previamente publicado. A veces hay una secuencia de resultados opuestos que se refutan mutuamente, sobre todo en el area de genetica molecular.Da varias recomendaciones para mejorar la situacion. Una conclusion inmediata es que no se puede dar excesivo credito a un solo estudio en particular, lo que importa es la totalidad de la evidencia acumulada. El tema da para la discusion, por ejemplo sobre los estandares eticos en ciencia y la cultura de "publicar o perecer" y su efecto en la calidad de la investigacion.El articulo esta disponible en forma gratuita en la revista PLoS medicine.Referencia:Why Most Published Research Findings Are False Ioannidis JPA PLoS Medicine Vol. 2, No. 8, e124 doi:10.1371/journal.pmed.0020124

Maleza provee combustible alternativo

Nos enteramos via Slashdot que la Jatropha curcas, una planta toxica de la familia Euphorbiaceae tiene gran potencial como fuente de biocombustibles.La semilla posee gran contenido de aceite y escasos requerimentos necesarios para su cultivo. Actualmente se estan realizando diversos estudios en cuanto a su produccion, extraccion del aceite y su uso como combustible. Daimler Chrysler realizo ensayos en la India en los que un automovil recorrio 5900 kilometros usando este combustible.Mas datos en ingles pueden encontrarse AQUI, y AQUI.Creditos Foto: R. K. Henning , Creative Commons Attribution ShareAlike 2.5.

Enseñanza de Ingeniería Química en Brasil

El ENBEQ 2007 (Encontro Brasileiro sobre o Ensino de Engenharia Química) es un encuentro de educadores en Ingeniería Química en Brasil a realizarse del 30 de Setiembre al 3 de Octubre de 2007 en San Pedro, SP.Mas informacion y detalles de inscripcion pueden encontrarsen el sitio web del congreso. Aldo Tonso, uno de los organizadores nos comento que el evento se lleva a cabo en portugués pero esta abierto a los participantes de otro paises.