CATÁLISIS HETEROGÉNEA

En esta línea de investigación a través del estudio de las interacciones moleculares: Interacciones de Van der Waals, dispersión, repulsión, electrostáticas y puentes de hidrógeno en el contexto de mecánica clásica e interacciones basadas en el efecto electrónico (estructura electrónica), podemos predecir una serie de propiedades termodinámicas y de transporte.

A través del modelado molecular podemos estimar las siguientes propiedades termodinámicas: predecir la solubilidad de un soluto en un solvente (constante de Henry), podemos predecir isotermas de adsorción de gases en materiales sólidos, predecir la temperatura crítica y el equilibrio liquido-vapo?r de una sustancia; Calcular propiedades de transporte como el coeficiente de difusión de un gas en un sistema gaseoso, liquido o sólido, predecir la viscosidad de una sustancia, predecir propiedades reológicas, etc...En el área de catálisis podemos elucidar el mecanismo de reacción en un sistema, predecir el estado de transición, la trayectoria de mínima energía, predecir la barrera de activación, el efecto catalítico de una enzima o un solvente; A través de la Simulación Molecular se desarrolló el primer fármaco que inhibe a la enzima integrasa (una de las enzima encargada de replicar el virus del SIDA).

INGENIERÍA AMBIENTAL

El agua es un recurso natural de vital importancia para el ser humano, flora y fauna. Por esta razón, la contaminación de las fuentes de agua con compuestos tóxicos representa un serio peligro para el medio ambiente y salud humana. Los compuestos tóxicos presentes en aguas residuales pueden ser de origen inorgánico y orgánico. Entre los primeros destacan los metales pesados y los más importantes son cadmio, cobre, cromo, níquel, plomo y zinc. Los compuestos orgánicos incluyen compuestos orgánicos recalcitrantes tales como pesticidas, fenólicos, orgánicos volátiles (VOC), polibifenilclorados (PCB) y productos farmacéuticos y de cuidado personal (cosméticos, productos de uso doméstico y fármacos). Así, esta línea de generación y aplicación del conocimiento te capacita para aplicar tecnologías novedosas y convencionales para la eliminación de contaminantes tóxicos del agua, destacando: el proceso de adsorción, fotocatálisis, fotólisis directa e indirecta, ozonización y radiólisis. Además, podrás integrar la parte experimental con la parte teórica para generar modelos matemáticos que describan los procesos en estado estacionario o transitorio para su optimización o escalamiento. 

MATERIALES AVANZADOS Y NANOESTRUCTURAS

El desarrollo de nuevos materiales avanzados y nanoestructurados, así como su aplicación en las diferentes áreas de la ingeniería química, tiene un gran impacto en el desarrollo de nuevos materiales de ingeniería, procesos químicos, sistemas de adsorción, biomateriales, dispositivos inteligentes y nuevos dispositivos para la detección de biomarcadores y contaminantes. Los elementos claves en la investigación y desarrollo de los nuevos materiales son por un lado los métodos de síntesis para obtener las características deseadas para cada aplicación, y por el otro el uso de técnicas de caracterización que permitan identificar la estructura y su relación con las características y la función de estos materiales. Ejemplos de las aplicaciones que se están desarrollando actualmente en el Posgrado en Ingeniería Química son: polímeros nanoestructurados con propiedades específicas como barrera a gases, semiconductores, adhesivos y bloqueadores; nanocatalizadores para procesamiento de biomasas y refinamiento de petróleo; sensores para detección de radicales libres en sistemas biológicos y adsorbentes avanzados para la remoción de contaminantes en sistemas acuosos.

MODELADO Y SIMULACIÓN DE PROCESOS

En esta línea se estudian los modelos estáticos y dinámicos de procesos químicos a fin de mejorar el diseño y la operación de los mismos. El objetivo es desarrollar modelos desde los más simples hasta los más complejos. Estos modelos son explotados mediante simulaciones realizadas en programas de cálculo matemático (Matlab, Scilab, Maple…), en códigos de cálculo comerciales (COMSOL, Ansys,…) o bien en programas de simulación de procesos (Aspen, Hysys, ProII).

Los modelos desarrollados actualmente intervienen sobre dos campos de investigación estrechamente relacionados: la ingeniería de procesos y los materiales. Modelado, simulación y experimentación son palabras clave comunes a los diferentes temas de investigación. Esta complementariedad permite partir de la comprensión de fenómenos fundamentales para lograr la simulación, la optimización y la intensificación de procesos para la elaboración de productos de interés en la industria química, pero también en la industria alimentaria, metalúrgica y de polímeros. Actualmente se está orientando además hacia aspectos de desarrollo sustentable, mediante la optimización de consumo de materias primas y energía, así como al uso de fuentes alternas de energía.