Analizan avances en el campo de la Ingeniería en Reacciones de Polimerización
Durante la inauguración de este encuentro, realizado el pasado 18 de mayo en el Auditorio B de esta entidad, el docente del Departamento de Ingeniería Química de la FQ y uno de los organizadores del encuentro, Eduardo Vivaldo Lima, explicó que la Ingeniería en reacciones de polimerización puede entenderse como Ingeniería química enfocada a la producción de macromoléculas; la perspectiva es llevar esa producción desde una escala pequeña a una macro escala industrial”, refirió.
Esta disciplina, agregó el académico, se enfoca a la producción de materiales poliméricos, a través de reacciones químicas conocidas como polimerización, por lo que involucra múltiples aspectos que se estudian en el área Química: Química orgánica, Química inorgánica, cinética e Ingeniería de reactores, entre otras.
El propósito de este Coloquio, apuntó también Eduardo Vivaldo, es que los participantes conozcan los temas de frontera en esta área y, por otra, que adviertan el vínculo entre la investigación académica e industrial, así como la importancia de los ingenieros químicos enfocados a la producción de macromoléculas en empresas químicas del sector de polímeros.
Al inaugurar el encuentro, el Director de la FQ, Jorge Vázquez Ramos, resaltó la importancia de abordar áreas de pleno desarrollo como la Ingeniería en reacciones de polimerización, pues la FQ está involucrada en la creación de una nueva carrera: Química e Ingeniería de Materiales, la cual está relacionada con todo tipo de materiales, fundamentalmente los poliméricos, pero también los biotecnológicos, nanotecnológicos y metálicos.
Con esta nueva licenciatura, sostuvo Vázquez Ramos, la Facultad ingresará a un área que en México no se ha abordado lo suficiente, “y creo que la UNAM debe hacerlo, pues cuenta con los recursos humanos”.
Por ello, refirió el Director, acompañado por el titular de la SAIP, Felipe Cruz García, y el jefe del Departamento de Ingeniería Química, Fernando Barragán Aroche, es conveniente que este encuentro se desarrolle para el aprendizaje de los estudiantes y para difundir las líneas fundamentales de esta área.
Conferencias
Durante la primera conferencia del Coloquio: Building and preserving academic and industrial research networks in the field of polymer reaction engineering, Eduardo Vivaldo Lima habló sobre ejemplos concretos de colaboración con empresas durante su trayectoria profesional como académico con actividad en investigación, desde el desarrollo de programas de simulación para empresas enfocadas a producir polímeros convencionales, hasta el diseño y protección de un proceso de producción de materiales con estructura de red menos heterogénea que las tecnologías convencionales usando, entre otros elementos, la polimerización radical controlada (RDRP o CRP, por sus siglas en Inglés). Explicó que en RDRP se busca producir materiales con estructuras bien definidas, incluyendo distribuciones estrechas de pesos moleculares, vía polimerización por radicales libres.
También habló del Proyecto Babethanol, dirigido por el Instituto Nacional Tecnológico de Toulouse, Francia, y la UNAM, a través de la FQ, con financiamiento de la Comunidad Europea y con la participación de 13 instituciones de 10 países de Europa y América Latina, en el cual se buscó desarrollar métodos limpios para la producción de biocombustibles, con base en procesos de transformación aplicables a materias primas lignocelulósicas de segunda generación, como el bagazo del agave azul tequilero.
La segunda conferencia fue Development of basic and applied research that sells: the role of polymer reaction engineering in the continuous success with industry of the Institute for Polymer Research (IPR) of the University of Waterloo (and a few thoughts about a future roadmap in Polymer Reaction Engineering), dictada por Alexander Penlidis, profesor de Ingeniería Química de la Universidad de Waterloo, Canadá.
Su exposición constó de tres partes: en la primera, ofreció una visión de la estructura actual del Instituto en Investigación en Polímeros (IPR) de la Universidad de Waterloo (UW); en la segunda describió cómo nació el IPR, y en la tercera, se enfocó a describir sus ideas sobre el futuro de la Ingeniería en Reacciones de Polimerización (PRE).
Explicó cómo el esfuerzo inicial de un par de académicos, un químico y un ingeniero químico, se transformó en 30 años en un instituto con membresía industrial que incluye a las empresas químicas más grandes del mundo y que desarrolla tecnologías de frontera en colaboración o para dichas empresas, vía interacciones simples, asesoría, simposia o investigación contratada.
Más adelante, Marco Villalobos, quien labora para la empresa Cabot Corporation (Estados Unidos) dictó la conferencia Design and commercial production of innovative polymer materials using Polymer Reaction Engineering Tools: Success stories from small, medium, and large specialty chemicals companies.
Villalobos habló en torno a cómo se ataca el problema de reciclado del plástico PET con diseño de productos innovadores y cómo se usa la nanotecnología para diseñar materiales para el futuro. El reciclado de plásticos, sostuvo, es un problema químico, pues cada vez que se procesa, se degrada la molécula, se pierde peso molecular y se pierden propiedades.
Sesión vespertina
Por la tarde, Marc A. Dubé, profesor de la Universidad de Ottawa, Canadá, impartió la conferencia Sustainable Polymer Reaction Engineering en la que describió los 12 principios de la Química Verde y cómo se aborda cada uno de ellos en la producción de materiales poliméricos.
Ellos fueron: 1) prevenir desperdicio, 2) diseñar reactivos y productos más seguros, 3) diseñar rutas de síntesis química menos dañinas, 4) usar materias primas renovables, 5) usar catalizadores, 6) evitar derivados químicos, 7) maximizar la economía atómica, 8) usar solventes y condiciones de reacción más seguras, 9) aumentar la eficiencia energética, 10) diseñar reactivos y productos que se degraden después de haberse usado, 11) analizar en tiempo real para prevenir contaminación, y 12) minimizar el potencial de accidentes.
Dubé puso especial énfasis en el diseño de rutas de síntesis química menos dañinas y el uso de materias primas renovables, como los desarrollados en su laboratorio de producción de biodiesel y síntesis de poliglicerol de alto peso molecular a partir de aceites vegetales, así como la síntesis de adhesivos sensibles a la presión, sustituyendo algunos de los comonómeros acrílicos por limoneno, un terpeno monocíclico presente en aceites esenciales de frutas como limones, naranjas y uvas.
Finalmente, Markus Busch, profesor de la Technische Universität Darmstadt, de Alemania, dictó la conferencia Use of modeling tools for product development: major industrial projects, en donde explicó la importancia de los procesos de producción de poliolefinas y polietileno a alta presión, lo cual incluye propiedades únicas que no pueden lograrse con los procesos catalíticos.
Busch habló además sobre la importancia del desarrollo de productos asistido con herramientas de simulación, la cual puede ir en dos vías: predecir las propiedades del producto dependiendo de las condiciones de reacción, o diseñar las condiciones de reacción en función de las propiedades deseadas del producto final.
Finalmente, comentó los proyectos industriales que ha desarrollado con su grupo de trabajo, los cuales han tenido enfoques de análisis instrumental/caracterización de productos, síntesis a alta presión en reactores por lotes, modelación determinística, estocástica y termodinámica, así como estudios de seguridad de procesos, entre otros.