De ingeniería química a ingeniería ambiental

E l propósito de la ingeniería química de convertirse en ingeniería ambiental se ha puesto de manifiesto durante el IV Congreso Europeo de Ingeniería Química, celebrado la pasada semana en Granada, donde las ponencias de contenido ambiental o relacionadas con la sostenibilidad coparon el 36% del total, según Jean-Claude Charpentier, investigador del CNRS francés y presidente de la Federación Europea de Ingeniería Química.

Charpentier explica que la industria tradicional funciona, esquemáticamente, con una entrada de energía y materias primas, unos procesos de transformación y una salida de productos y desechos. En los años setenta empezaron a intervenir las tecnologías de la información, lo que permitió optimizar y automatizar los procesos y los controles. Luego, en los ochenta y noventa, las preocupaciones ambientales obligaron a replantearse todo el sistema. "En la actualidad esta demanda social hace necesario reducir al máximo las entradas de materias primas y energía, y modificar los procesos para intentar llegar a emisiones y desechos cero, mediante el reciclado de los mismos, y que el producto cumpla las crecientes exigencias sociales de seguridad, sostenibilidad y escaso impacto ambiental, con la figura del destino último del producto una vez usado".

El fluido supercrítico es reutilizable y por ello evita emisiones contaminantes

Es lo que los expertos denominan actuaciones front of pipe (antes de la fábrica) y end of pipe (después de la fábrica) y supone la entrada de los ingenieros químicos en áreas como los nuevos materiales o los efectos globales de las emisiones. "Hasta los años ochenta, la ingeniería química se movía en el ámbito de la mesoescala, donde el centro de atención es el reactor donde se realizan los procesos industriales, entonces empezó a ocuparse de la microescala, los problemas ligados a procesos moleculares, y la macroescala, el funcionamiento integral de grandes factorías. Hoy hay ya quienes propugnan aumentar los límites de la disciplina para llegar a la nanoescala, ocupándonos de procesos a nivel atómico o de molécula simple, y hacia la megaescala, incluyendo problemas globales y planetarios, como el cambio climático", explica Félix García Ochoa, de la Universidad Complutense.

"Conocemos unos 14 millones de moléculas, de las cuales sólo un porcentaje muy pequeño se encuentran en la naturaleza, y sólo conocemos sus propiedades y efectos de una manera parcial. Su utilización por la industria exigiría, por cuestiones ambientales, mejorar este conocimiento y ello está orientando nuestra labor hacia el estudio molecular y a la mejora de las tecnologías de separación y recuperación de sustancias", explica Charpentier, copresidente del congreso con Baldomero López, presidente de la Asociación Nacional de Químicos de España.

Una consecuencia de este problema es la necesidad de avanzar hacia el diseño previo de materiales en lugar de aumentar ad limitum el catálogo de sustancias. Una posibilidad aún lejana que sin embargo ya muestra algunos logros. "Científicos españoles y franceses, por ejemplo, han conseguido diseñar un material cristalino en el que es posible determinar con antelación cómo va a crecer, qué porcentaje de material amorfo tendrá, su forma, su tamaño...", dice Charpentier.

En el campo de los procesos de separación de sustancias, el futuro está en manos de los llamados fluidos supercríticos, sustancias que, mediante presión y temperatura, se comportan en algunos aspectos como un líquido y en otros como un gas. Se aprovechan sus propiedades líquidas para disolver un sólido y extraer una sustancia, y sus propiedades gaseosas, para recuperar el fluido y purificar la sustancia extraída. El fluido supercrítico es reutilizable y ello evita emisiones contaminantes. Se emplean ya, entre otras cosas, para extraer la cafeína al café descafeinado.

La ingeniería química se abre el camino a campos como la energía solar y los fármacos, la modelización por ordenador y la ingeniería alimentaria, el tratamiento de suelos contaminados y las células de combustible..., un ambicioso panorama que muestra la vitalidad de la disciplina y que en Granada ha llevado a que se presentaran más de 1.400 comunicaciones y ponencias.