Centramos la atención en esta ocasión en uno de los pilares de la ingeniería química y es, la termodinámica. Es una disciplina que se estudia en todas las titulaciones que conducen a ser ingeniero químico, pero que tiene su razón de ser. Ya sabemos que un ingeniero químico es un profesional que estudia la transformación de la materia y de la energía con el objetivo de poder generar valor y riqueza para el bienestar de la sociedad.

Pero esta disciplina no podría desarrollarse si no fuese por la termodinámica, ya que es una ciencia que estudia aspectos fundamentales de la materia y su interacción. De hecho, no sería posible para un ingeniero transformar la materia si no puede tener un conocimiento de cómo una materia puede ser transformada y cuáles son los condicionantes para esa transformación.

Por ello, hoy este artículo es un homenaje a la termodinámica que tan necesaria es para nuestra profesión. La termodinámica estudia los sistemas que suelen caracterizarse por tener cierta cantidad de materia en un determinado estado. Precisamente lo que interesa a la termodinámica ese estudiar los sistemas en el estado de equilibrio, es decir, cuando no hay ningún elemento que produce un cambio o cuando los cambios han cesado. Se trata, por tanto, de describir los cambios comparando el principio y el final, pero no cómo se han producido ni el proceso de cambio.

Es una disciplina compleja que se basa en diversas leyes que le dan sentido y sirven de punto de partida para la experimentación. Una de las primeras leyes de la termodinámica que fue establecida por JP Joule en 1840 establece que los cuerpos tienen energía y esta energía puede adoptar muchas formas. Lo que esta ley establece es que la energía de los cuerpos es constante y si desaparece de una forma aparece en otras formas.

Quizás esta es de las leyes más conocidas de la termodinámica, el principio de la conservación de la energía, que ayuda a explicar muchos procesos. En todos los procesos en los que interviene esta disciplina ocupa un lugar muy importante la temperatura ya que la aplicación del calor y sus efectos en la materia es uno de los aspectos que más experimentos ha producido en termodinámica.

Otro principio de gran importancia en esta disciplina y que ha ayudado mucho en el desarrollo de la ingeniería química es un principio que establece que los sistemas térmicos consiguen el equilibrio entre sí siempre que estén en contacto.

De hecho, la puesta en común de todos los principios y leyes que rigen esta disciplina es fundamental para el trabajo en la ingeniería química, ya que su aplicación en diferentes ámbitos ha ayudado en gran forma a lograr importantes avances. En el caso de los modelos de simulación, el uso de la termodinámica ha facilitado que la industria de proceso avance en el diseño de nuevas plantas, así como en la puesta en marcha de las existentes.

Efectivamente, en la industria de proceso se dedican muchos recursos al diseño conceptual, la ingeniería de proceso, la ingeniería de detalle, la construcción, la puesta en marcha, la operación y el mantenimiento de plantas químicas, refinerías, plantas de polímeros y plantas de generación de energía. Para que un ingeniero químico puede ejecutar procesos y estudios de producto necesita hacer el modelado de procesos y para ello es fundamental tener un conocimiento adecuado de las propiedades termodinámicas y del comportamiento de las diferentes fases que tienen los sistemas químicos en los que va a desarrollar su actividad.

Estos son algunos de los motivos que nos han llevado a centrar la atención de este artículo en la termodinámica, por la importancia que adquiere en el desarrollo de la disciplina de la ingeniería química y que todo ingeniero que se precie debe conocer en profundidad.