• El laboratorio de la Facultad de Ciencias Químicas, región Xalapa, posee tecnología de vanguardia que permite desarrollar en pequeña escala diferentes procesos que los estudiantes encontrarán en el ámbito profesional
• Realizan trabajos como el secado de frutas, la destilación y el tratamiento de aguas residuales industriales

Mario Rafael Giraldi Díaz, encargado del equipo para estudio de tratamiento biológico aerobio

Carlos Hermida y Karina Reyes

Xalapa, Ver. 29/11/2016.- El Laboratorio de Ingeniería Aplicada de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Veracruzana (UV), región Xalapa, es considerado por estudiantes y académicos como el espacio que permite conocer diversos procesos científicos y los escenarios laborales en los que se desempeña un ingeniero, por lo cual se constituye como una ventana a la realidad que vivirán al egresar.

Este espacio está conformado por diversos equipos a nivel planta piloto: para tratamiento biológico aerobio, para estudiar la dinámica de los fluidos, reactores, un secador de lecho fluidizado y una columna de destilación, en los que los universitarios desarrollan actividades didácticas y de investigación.

Manuel Jácome Gutiérrez, técnico académico de la Facultad y encargado del laboratorio, explicó que se creó para que los alumnos refuercen sus conocimientos en las experiencias educativas de los programas que la entidad académica ofrece: Ingeniería Química, Ingeniería Ambiental e Ingeniería en Alimentos.

Detalló que el laboratorio se encuentra dividido en dos áreas: en la primera, hay equipos con los que se realizan operaciones unitarias como mecánica de fluidos, operaciones de transferencia de calor, destilación, absorción, evaporación y secado; la segunda contiene dos plantas piloto de procesamiento a nivel semi-industrial, una para productos cárnicos y la segunda para productos lácteos.

En esta área, donde los universitarios desarrollan actividades didácticas y de investigación, también se cuenta con un equipo para estudio de tratamiento biológico aerobio de aguas residuales.

Universitarias muestran el equipo para prácticas e investigación de reactores

Con equipo de última generación y una inversión aproximadamente de 15 millones de pesos, el Laboratorio de Ingeniería Aplicada es una versión miniatura de los equipos usados en las industrias, precisó el entrevistado.

“Aunque estos equipos son para pruebas piloto, manejan las mismas variables que los industriales, con la diferencia de que contienen partes hechas de vidrio o plástico de alta resistencia, lo cual permite observar los procesos que se llevan a cabo dentro de ellos.”

Tratamiento biológico aerobio

Mario Rafael Giraldi Díaz, académico de la Facultad, trabaja con el equipo para estudio de tratamiento biológico aerobio y explicó que sirve para el tratamiento de aguas residuales domésticas e industriales, así como la potabilización de las mismas.

Relató que consta de un reactor aireado y un sistema de decantación, que es donde se lleva a cabo la floculación, proceso que facilita la decantación de partículas y organismos del agua; también tiene una bomba compresora y equipos periféricos que complementan las funciones que ahí se realizan.

El docente mencionó que el equipo apenas tiene nueve meses en el laboratorio, por ello profesores y alumnos se han dedicado a la elaboración de un manual de operación rápida para utilizarlo de manera adecuada y segura.

Victor Manuel Rivera Arredondo, al momento de usar el secador de lecho fluidizado

Afirmó que los estudiantes están muy motivados, ya que antes las prácticas de las experiencias educativas (EE) Bioingeniería y Procesos Químicos, principalmente, se desarrollaban en otros laboratorios y con pequeños equipos; pero ahora la situación ha cambiado, pues estudian a detalle los diferentes procesos, incluso cómo enfrentar situaciones reales en las que se usan los conocimientos adquiridos en el aula.

Luis Fernando Rivera Báez, estudiante de octavo semestre de Ingeniería Ambiental, dijo que por medio del equipo para estudio de tratamiento biológico aerobio pone en práctica muchos conocimientos analizados en clase, además de llevar a una escala mayor los proyectos de investigación que realizan.

María de Lourdes Osorio Sosa, quien cursa el séptimo semestre de la misma carrera, aseguró que gracias a este equipo tiene una noción cercana a la realidad de lo que conlleva un proceso de tratamiento de aguas residuales, incluso estudian los errores que pueden ocurrir y cómo controlarlos.

Reactores

Eliseo Hernández Martínez, académico de la misma Facultad, comentó que el equipo para prácticas e investigación de reactores sirve para ilustrar al estudiante en los procesos de transformación de la materia prima a productos de mayor valor agregado.

El reactor es el corazón de la industria química y en él se realizan las transformaciones de los productos, mejoras y cambios de la materia prima que los componen, subrayó.

Claudio Bedoya Arroyo y José Luis Dorantes Gómez ante la columna de destilación

Detalló que este equipo consta de diferentes configuraciones de reactores a escala piloto, en los que se pueden llevar a cabo reacciones químicas de interés práctico, así como de un sistema de adquisición de datos en el que se captura la información procesada y de un sistema de visualización para observar en tiempo real los cambios de cada una de las variables del proceso. Esto le permite al estudiante analizar y comparar los distintos tipos reactores, y al mismo tiempo le ayuda a adquirir experiencia en la toma de decisiones sobre el control del equipo.

Daniela Reyes Lozada, del séptimo semestre de Ingeniería Química, narró que practicar con reactores químicos en pruebas piloto, le muestra de una manera representativa lo que se encontrará como ingeniera a nivel profesional.

Aseguró que la asesoría de sus profesores para el uso de este equipo ha sido excelente y le brinda una ventaja para cuando se enfrente al mundo laboral, ya sea en el ámbito industrial o de investigación.

Adriana Monserrat Mendoza Ramos, estudiante de séptimo semestre de la misma carrera, declaró que para tener una correcta formación académica los universitarios requieren teoría y práctica, y precisamente esta última les permite acercarse a situaciones que enfrentarán en el medio laboral.

Animó a sus compañeros a aprovechar el equipo para prácticas e investigación de reactores y utilizar los conocimientos adquiridos a lo largo de su formación educativa, pues es una buena oportunidad para medir su capacidad como ingenieros.

El equipo para estudiar la dinámica de los fluidos está elaborado con tecnología francesa

Secador de lecho fluidizado

Victor Manuel Rivera Arredondo, también académico de la Facultad, mencionó que dentro del secador de lecho fluidizado, el cual es una escala piloto de equipos similares que se encuentran en las industrias procesadoras de alimentos, se realiza el secado de frutas y hortalizas en pequeños trozos.

Detalló que por medio del uso de este equipo se busca que los alumnos de EE como Tecnología de Frutas y Hortalizas ya no trabajen a nivel laboratorio sino en una planta piloto, y puedan hacer cálculos reales a pequeña escala, como determinar el tiempo de secado.

También mencionó que en la industria de los alimentos procesados se requiere de productos no perecederos en los cuales la operación de secado es fundamental, esto es precisamente lo que los estudiantes pueden practicar en el equipo mencionado.

Paola Sandoval González, del séptimo semestre de Ingeniería en Alimentos, expresó que utilizar el secador de lecho fluidizado le induce a la experimentación, visualizar un panorama más amplio, así como empezar a correlacionar, generar nuevas ideas y aterrizarlas a algo real.

Es más, su uso le fomentó el espíritu emprendedor, ya que en él elaboró unas galletas de nopal con manzana deshidratada y participó en un concurso universitario.

Daniel Mendoza Larrinua celebró que en la Facultad haya equipos para poner en práctica la teoría

Zaira Allende Baltazar, quien está en el séptimo semestre en el mismo plan de estudios, manifestó que experimentar con este aparato le ha permitido relacionar diversas EE que ha cursado a lo largo de su formación como ingeniera.

Agregó que gracias a ello ha adquirido más conocimientos y experiencia, ya que tiene la oportunidad de aterrizar su aprendizaje teórico en la experimentación y así adquirir un panorama más amplio del trabajo que se realiza en la industria alimentaria.

Columna de destilación

Para José Luis Dorantes Gómez, académico de la Facultad, el laboratorio es muy necesario, pues ahí los estudiantes “encuentran el cariño por la ingeniería química”.

Cuando él estudió la licenciatura, hubo temas complicados de entender, como la destilación, pero el panorama es muy diferente en la actualidad, pues en el laboratorio hay una columna de destilación, aparato fundamental en la formación de ingenieros químicos.

“Soy egresado de esta Facultad y cuando yo estudié no teníamos esto. A mí me tocó hacerlo a nivel laboratorio (el proceso de destilación) y cuando llegué a la realidad (laboral) era muy difícil, porque no sabía ni lo que era una bomba de alimentación. Lo vi en teoría, pero no en la práctica. Afortunadamente, nuestros estudiantes tienen estas ventajas”, relató el académico.

José Dorantes explicó que la columna de destilación se adquirió hace alrededor de seis años y en ella los estudiantes aplican lo visto en EE como Operaciones de Transferencia de Masa II y III, Intercambio de Calor, Ingeniería de Control, y Balance de Materia y Energía.

Relató que cuando llegan por primera vez los estudiantes a la columna, se genera un asombro y una serie de inquietudes sobre su uso y funcionamiento, cuestiones que no tan fácilmente se pueden contestar sólo con trazos en un pizarrón.

Se trata de un equipo didáctico, no es una torre de destilación de dimensiones industriales, pero posee las mismas funciones que ésta y permite que los estudiantes tengan un primer contacto con la realidad y con lo que se enfrentarán cuando se incorporen al mercado laboral.

“El hecho de tener equipos como el de destilación representa una oportunidad para que los estudiantes practiquen”, remarcó el entrevistado. “Aquí es donde observan cómo los ingenieros químicos podemos separar los componentes de una mezcla y se pueden relacionar los conceptos físicos y teóricos con el conocimiento práctico de operación del equipo”.

Resaltó que es uno de los aparatos más importantes, utilizado por alrededor de 160 estudiantes por semestre, la mitad de la población estudiantil de esta Facultad.

Claudio Bedoya Arroyo, estudiante del noveno bloque de Ingeniería Química, se maravilló tanto con la columna de destilación, que decidió dedicar su trabajo recepcional a ésta. “El corazón de la ingeniería química es el reactor químico, pero después de él la columna de destilación es la que tiene más usos. Está presente en todos los procesos físicos que son de purificación, no sólo en bebidas alcohólicas, sino en la industria farmacéutica, en la producción de energías limpias, entre muchas otras”, justificó.

Actualmente existen muchas áreas abiertas de investigación al respecto que podrían mejorar el uso y las aplicaciones de este equipo. Para el trabajo recepcional que desarrolla, dijo, “estudiamos cómo incide el plato de alimentación sobre el desempeño de los esquemas de control. Los métodos de diseño propuestos hace más de cinco décadas indican: ‘así se diseñó y así se opera’, pero estamos analizando si ese diseño es el más conveniente para implementar un sistema de control que permita regular la pureza del destilado, lo cual es lo más importante en este proceso”, detalló.

Tanto José Luis como Claudio subrayaron la utilidad de la simulación de los procesos, a través del software Aspen Plus, en el cual a partir de modelos matemáticos que describen los procesos, los estudiantes usando sólo una computadora pueden diseñar, controlar y optimizar el desempeño de un equipo o incluso de una planta industrial completa. “No es lo mismo echar a perder una simulación, que no cuesta nada, a estropear un equipo como éstos”, coincidieron.

“Hacer simulaciones en la computadora y después en la columna de destilación, es la mejor combinación para que nuestros estudiantes salgan al campo laboral y no le tengan miedo a los procesos químicos”, celebró el académico.

Dinámica de fluidos

Miguel Ángel Morales Cabrera, académico de la Facultad, habló del equipo que utilizan para estudiar la dinámica de los fluidos, área que para los ingenieros es importante en virtud de que el fin de la ingeniería en sí es procesar materias primas para obtener productos.

“Esos procesos, que pueden ser físicos, químicos o biológicos, implican el transporte de materiales (sólidos o fluidos), y el estudiante debe tener conocimientos y la capacitación que le permita hacerlos más eficientes, por ello la Facultad de Ciencias Químicas adquirió el equipo, que si bien sólo tiene fines pedagógicos, no dista mucho, tecnológicamente, de lo que se utiliza en la industria actualmente.”

A manera de ejemplo citó el tablero electrónico, que sustituye la manipulación manual, como actualmente sucede en la industria, permitiéndole al estudiante estar a la vanguardia en su proceso formativo y adquirir los conocimientos necesarios para desempeñarse en el ámbito laboral.

Para detallar la importancia de estudiar la dinámica de fluidos, puso como ejemplo que México es un gran productor de hidrocarburos y éstos desde su extracción tienen que ser almacenados y posteriormente distribuidos en diferentes puntos para su venta o proceso de refinación.

“El crudo puede estar en forma líquida o gaseosa, ambos estados son considerados como fluidos, y el ingeniero al diseñar o mejorar la capacidad de una red de tuberías para llevar a cabo su transporte de un punto a otro, debe tener conocimientos bien sólidos sobre dinámica de fluidos, porque no es lo mismo transportar materia en un estado u otro. Además, se requiere de uso de energía que se aplica a través de bombas que hacen el trabajo para impulsar el fluido, y si no se tiene un buen diseño o no se cuantifica bien la cantidad de energía requerida, no se logrará optimizar el recurso energético.”       Miguel Ángel Morales remarcó que el equipo que tiene el laboratorio para aprender tales temas está elaborado con tecnología francesa, cumple con normas y estándares de calidad y seguridad a nivel europeo e internacional.

Por ello, en él también se puede trabajar con situaciones que se presentan en el sistema real de una planta industrial, por ejemplo, los estudiantes pueden cuantificar la energía requerida para transportar el fluido por una tubería lisa o rugosa.

El equipo es utilizado por una considerable cantidad de estudiantes de las tres ingenierías que ofrece la Facultad, enfatizó el entrevistado.

Daniel Mendoza Larrinua, Eudi Giovanni Pérez Jiménez y Enrique Vidal Hernández, estudiantes del quinto semestre de Ingeniería Química, compartieron la experiencia adquirida al trabajar con él.

“Siento que es un equipo para quienes nos gusta más lo práctico que lo teórico”, dijo Daniel; “no sólo nuestro equipo de dinámica de fluidos, sino todos los del laboratorio me han dejado un gran sabor de boca, porque con las prácticas que hacemos aquí podemos aprovechar más lo que nos enseñan en clase nuestros maestros”, expresó Eudi Giovanni; “es un primer contacto con los problemas que nos vamos a enfrentar cuando seamos ingenieros”, añadió Enrique.

Tanto Daniel como Eudi Giovanni son de Salina Cruz, Oaxaca, donde hay una refinería, y han podido corroborar que en el equipo de dinámica de fluidos del laboratorio, aunque sólo tiene fines pedagógicos, se pueden experimentar las mismas acciones que se hacen en la refinería. “Se aprende muy bien a pequeña escala”, dijeron gustosos.

Por el contrario, Enrique nunca había tenido contacto con una zona industrial ni conocía este tipo de aparatos. “Mi primera impresión al conocer el aparato fue preguntarme para qué se usa o por qué está aquí, en el laboratorio”, compartió. A la fecha ha adquirido suficientes conocimientos que le permiten aprovecharlo.

“He podido complementar muy bien la teoría que nos dan los maestros, con aparatos como éste y el software que la Facultad adquiere para tener un conocimiento mayor del tema. Manejar este tipo de máquinas ha sido fundamental, pues nunca había tenido ese tipo de interacción.”

Los tres universitarios coincidieron en la importancia de utilizar toda la infraestructura que la Universidad tiene a disposición de los estudiantes, relacionarla con la teoría y lo que los profesores comparten en clase, sólo así podrá incrementarse el conocimiento individual y colectivo.