Menor consumo de energía, menos impacto ambiental

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Entrevista con José Espinosa*, quien investiga en el diseño y síntesis conceptuales de sistemas de reacción-separación. Se desempeña en el INGAR, Instituto de Desarrollo y Diseño**, de nuestra ciudad, y los resultados interesan, en particular, a las industrias químicas y farmacéuticas.
¿Qué debe entenderse por Diseño y Síntesis Conceptuales?
A modo de introducción, debo decir que, con frecuencia, las compañías químicas tienen una sección de la planta donde, mediante reacciones, se transforman materias primas en productos, a continuación de la cual hay una sección de purificación de los mismos por medio de distintas tecnologías -destilación, separación por membranas, extracciones líquido-líquido (L-L), por nombrar unas pocas-.
Para brindar mayor claridad, por extracciones L-L se entiende la separación de una mezcla líquida por contacto con un disolvente adecuado, que no se mezcla con ella. Se recurre a esta tecnología para recuperar determinados componentes o para eliminar componentes indeseables. Por ejemplo, la decantación de una fase orgánica rica en alcohol isopropílico y una fase acuosa es muy utilizada juntamente con la destilación en la deshidratación (eliminación del agua) de alcoholes utilizando ciclohexano como disolvente.
Dr. José Espinosa
Dr. José Espinosa, en el Instituto de Desarrollo y Diseño
(Foto: gentileza Carlos Ruiz).
Luego, en tanto el Diseño intenta establecer variables que pueden referir al tamaño de un reactor, o a la potencia de calefacción necesaria para realizar una separación por destilación, la Síntesis alude al estudio de distintas configuraciones posibles del proceso. Siguiendo con el ejemplo de la recuperación del alcohol, el proceso puede llevarse a cabo por medio de tres operaciones de destilación y una de decantación, o mediante dos etapas de destilación y una de decantación. Sin embargo, dada la complejidad de los procesos involucrados es imposible abordar el problema con modelos demasiado rigurosos. Para esta situación existe como alternativa el desarrollo de Modelos Conceptuales (MC), por ejemplo para una columna de destilación, que describan su comportamiento -la esencia de la operación- a través de modelos de complejidad intermedia. Por fin, de todas la alternativas viables se elige aquella más promisoria desde los puntos de vista económico y ambiental.

¿Cuáles han sido sus contribuciones en su campo de investigación?
He desarrollado MC de destilaciones y destilaciones reactivas. La destilación, vale recordarlo, es la separación de una mezcla líquida por vaporización parcial de la misma; la fracción vaporizada se condensa y se recupera como líquido. En cuanto a la reactiva, es una tecnología híbrida donde la reacción y purificación de los productos se realiza en un mismo equipo. Es una tecnología con futuro porque, comparada con los procesos convencionales, consume menos energía y disminuye el impacto ambiental.
En su aplicación a la destilación, los MC permiten predecir el orden de separación de las especies -primero, el “liviano”; último, el “pesado”- así como la mínima demanda de energía para tal fin. Este aspecto es fundamental porque sirve para estimar el costo energético de los procesos y elegir la alternativa más económica.

¿Ha logrado algún desarrollo o transferencia de tecnología al medio?
Sí, con el Dr. Enrique Salomone, colega mío en el Ingar, conseguimos desarrollar un software de Diseño Conceptual de Destilaciones Discontinuas que nos insumió muchos años de investigaciones teóricas y un par de años de programación hasta obtenerlo. El esfuerzo fue importante y el resultado lo es más aún porque se lo puede aplicar en una gran variedad de sistemas sin tener que programar cada vez que se necesita resolver un problema. Con otros integrantes del Instituto lo hemos usado exitosamente en relación con problemas reales de recuperación y reciclado de solventes en industrias farmacéuticas.

¿Cuáles son sus vinculaciones académicas nacionales e internacionales?
En los últimos años tuve la oportunidad de dictar, con algunos colegas, cursos optativos y talleres en la Universidad Nacional del Litoral. A nivel internacional, mi relación principal e intensa es con Alemania, gracias a la financiación del Servicio Alemán de Intercambio Académico (DAAD). En una primera ocasión, durante un año, fui profesor invitado en la Universidad Técnica de Munich, donde trabajé con el profesor Johann Stichlmair, y en 2003 investigué tres meses en Aachen -Aquisgrán-, con el grupo del profesor Wolfgang Marquardt de la Universidad Técnica de Renania-Westfalia. Las experiencias fueron muy enriquecedoras en lo humano y en lo académico. La idea de incursionar en la destilación discontinua de sistemas complejos tuvo su origen, precisamente, en charlas con colegas muniqueses.

(*) Es Ingeniero Químico (Facultad Regional Córdoba -UTN-) y Dr. en Ingeniería Química (UNL), e Investigador Adjunto de Conicet. (**) Dependiente del Conicet y de la UTN. Entrevistó: Lic. Enrique A. Rabe (ACS / Ceride)

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publicado el 11 de setiembre de 2004