Eje 6 - OPERACIONES DIFUSIONALES

Las Operaciones Unitarias que se incluyen en este Eje tienen en común que un elemento o compuesto A presente en una sustancia B pasará a otra sustancia C (por difusión) desde la cual podrá recuperarse en una concentración alta o puro. Los pasos para lograr esto son similares en todas estas operaciones:

 1)                         A  +  B                          C

 2)                                  A  +  B  +  C                Tiempo de contacto adecuado

 3)                              A  +  C                  B  +  C            Separación

4)                           A                               B          Cà se recupera para volver a usarse en 1

Un ejemplo cotidiano de esto sería una infusión que nos preparamos en la casa. Pensemos en el café molido (no el instantáneo) como la suma A + B, siendo B las sustancias que le dan el aroma, color  y sabor característico. Por otro lado tenemos agua de la canilla que es inolora e insípida. Juntamos a las tres en un jarro, le damos calor en la hornalla y vamos revolviendo, En unos instantes aparece un líquido marrón. Luego separamos el sólido húmedo y nos tomamos el líquido de rico sabor y agradable aroma. Alcanzamos el paso 3) y en este caso  para nuestro interés esto  ya es suficiente. Podemos comentar que los cafés instantáneos, que se reconstituyen agregando agua, se elaboran en una fábrica deshidratando en un secadero Spray café preparado como el B +  C de 3). Es decir se elimina C que es el agua.

Actividad: Expresar en un gráfico que son A, B y C cuando cebamos mate mostrando además que pasos, separaciones, etc aparecen en este caso

Estudiaremos:

DESTILACIÓN

EXTRACCIÓN

ABSORCIÓN  DE GASES

DESORCIÓN DE GASES

DESTILACIÓN:

Puede definirse como la operación donde a partir de alimentar  una mezcla binaria  líquida de 2 componentes que tienen diferentes puntos de ebullición entre sí,  se obtienen  2  corrientes de diferente composición. Una llamada destilado que será más rica en el componente más volátil (significa que tiene una mayor concentración del que tiene menor punto de ebullición). La otra corriente que se denomina residuo será lo opuesto, es decir tendrá mayor proporción del de menor  punto de ebullición.

Ejemplo:

Pto. de Ebullición del  agua. 100 oC

                                 del  alcohol etílico  78,4 oC

Si alimentamos  una mezcla que tiene 50 % de cada uno de estos componentes a una columna de destilación podríamos obtener una mezcla que contiene 95 % de ol etílico y 5 % de H20 como destilado y al mismo tiempo otra de residuo  que tenga 8 % de ol etílico y 92 % de agua como residuo. Para expresar esto en general se usan las iniciales en inglés:

                                                                               Destillated= D 95 % ol  + 5 %  H20

Feed = F  mezcla 50 % ol + 50 % H2O

                                                                       Waste = 8 %  ol  + 92 %  agua

Actividad: Averiguar la composición exacta del alcohol etílico de 96 º (grados) que compramos en el comercio y que también usamos en el laboratorio. ¿Por qué se lo empleará con algo de agua en su composición? ¿Qué es el alcohol anhidro?

Actividad:  Cuando hablamos  de agua destilada, en realidad se la obtiene mediante una operación que corresponde a esta definición ?  O en realidad de que operación se trata?

Actividad:  ¿Cómo podríamos definir al petróleo? ¿Cómo se obtiene nafta y otros compuestos a partir de él?

Actividad: ¿Qué bebidas destiladas conoces o consumís? ¿Qué se busca al destilarlas en alambiques?

Formas de destilación:

Existen a nivel industrial varios métodos para hacerlo: simple, fraccionada, flash o relámpago, por arrastre de vapor deagua

EXTRACCIÓN

En esta operación se emplea un líquido denominado solvente para extraer una sustancia de un sólido o de un líquido. Se da lugar así a la extracción sólido-líquido o a la extracción líquido-líquido, llamándose al equipo usado extractor.

Los ejemplos vistos de las infusiones: café, té, o mate son extracciones donde el solvente usado es agua

Una aplicación muy importante de la  extracción es la obtención de aceites comestibles como el de soja o girasol usando hexano como solvente. Primeramente las semillas oleaginosas son prensadas para que eliminen una parte importante de su aceite. Luego ingresan a un extractor para recuperar más cantidad de aceite. Este es el proceso que hace la empresa Renova que visitamos para obtener aceite crudo que es la forma en que se exporta a granel. Para consumo humano el aceite requiere un proceso de refinación que incluye operaciones como centrifugación para sacar fosfo-lípidos  y destilación por arrastre por vapor de agua para eliminar ácidos grasos.

Actividad: La principal actividad industrial en la región cercana a Rosario es la extracción de aceite de soja a partir de semillas usando el solvente orgánico hexano, el cual dado su alto costo y que es muy inflamable, se recupera para volver a usarlo. El sólido desgrasado se denomina expeller y junto con el aceite son los principales productos que exporta Argentina. Construir un esquema A, B, C indicando que es cada material y los pasos que se dan.

Actividad: En nuestro país la principal fuente de sacarosa es la caña de azúcar. Pero en otros países como E.E.U.U. se la obtiene de una variedad de remolacha mediante extracción con agua. Buscar información y hacer un esquema sencillo de cómo funciona un extractor de remolacha azucarera.

ABSORCIÓN  DE GASES:

Es una operación en la cual un componente soluble de una mezcla gaseosa se disuelve en un líquido porque interesa  obtenerlo puro o porque se quiere eliminarlo del gas

DESORCIÓN DE GASES

Es la operación opuesta a la anterior y se utiliza cuando se desea transferir un componente volátil desde una mezcla líquida a un gas

Para concretar estas operaciones se hace caer una lluvia de líquido sobre una corriente gaseosa que asciende en un tubo vacío, o bien este último se rellena con partículas sólidas o platos perforados para aumentar el tiempo de contacto.

Actividad: Representar una absorción y una desorción mediante el esquema A, B, C.

Actividad: Buscar un ejemplo de cada caso con sustancias químicas concretas. Esquematizar.

SEPARACIÓN DE SÓLIDOS

Existen diferentes  Operaciones Unitarias  de separación de sólidos que se utilizan en la industria. Son más conocidas algunas como : Filtración, Sedimentación, Centrifugación o Tamización. En este último caso se separan partículas sólidas entre sí. Pero también es interesante saber que existen otras Operaciones en esta categoría:

Cribado:

 Consiste en una criba o reja, generalmente metálica, que permite retener sólidos de diferente tamaño que puedan ser arrastrados por una corriente líquida. Suelen ser resistentes y tener  aberturas no tan pequeñas para evitar que se obstruya el paso de líquido fácilmente.  Un ejemplo es una reja que se pone delante de una bomba que toma agua de un río para evitar que se dañen partes mecánicas de esta. Otro ejemplo es una rejilla en el orificio de salida de una pileta de cocina o baño. A veces se lo denomina desbaste a la operación:.

Lixiviación:

Se la define como la operación unitaria por medio de la cual se elimina, por la aplicación de un disolvente, un componente de una sustancia sólida. Este componente debe ser fácilmente soluble en el disolvente empleado y luego será recuperado por precipitación o cristalización en una operación posterior.  Los equipos tienen un diseño adecuado de manera  que permitan un buen contacto entre el sólido y el disolvente.

El término lixiviación se emplea también para un caso NO industrial en donde el agua de lluvia escurre a través del suelo y disuelve sustancias  presentes en este que finalmente son los sólidos disueltos presentes en las napas de agua. Si el lecho atravesado son residuos sólidos urbanos  enterrados podrían desprenderse por ejemplo metales de la tinta de diarios y revistas lo que generaría una contaminación del agua subterránea.

Cristalización:

Un cristal es la forma más organizada de la materia no viva. En él los átomos o iones están dispuestos formando redes espaciales en donde las distancias entre ellos son constantes y características del mismo. Ejemplo de esto son  los cristales del azúcar de mesa (sacarosa)  o del Hidróxido de Sodio, cuya forma responde a alguna de las formas geométricas en que se clasifican. Antes de su venta algunos productos se acondicionan  mediante cristalización.

 Puede definirse a la cristalización como la separación de una sustancia pura desde una solución en que está sea el soluto. Para lograr esto  deben alcanzarse condiciones de sobresaturación a una temperatura dada, de manera que parte del sólido precipite en forma de cristales.  Sabemos que cada sustancia  tiene un valor de solubilidad en gramos  en 100 gramos de un solvente dado y a una cierta temperatura. Existen 2 formas de sobresaturar  a una solución y así generar cristales:

a) disminuyendo la temperatura (excepto sales de Ca y Mg que precipitan a temp. alta))

b)evaporando parte del solvente (lo que cambia la relación de solubilidad)

Los equipos industriales con diferentes diseños tratan de lograr a) o b), procurando además hacerlo en forma continua.

Flotación:

Esta operación permite separar sólidos de tamaño  de partícula y densidad similares pero que tengan metales diferentes en su composición  (ejemplo diferentes sulfuros: ZnS, PbS y  AgS). Se emplea desde hace 100 años en minería y ahora también para desechos industriales. Consiste en lograr que puestos juntos en una pileta con agua, y en la que se inyecta además aire, uno flote y otro precipite. Esto no lo pueden lograr solos porque dada su densidad todos precipitarían.

Entonces se emplean diferentes reactivos capaces de adherirse por afinidad química a uno  de los minerales y formar una película alrededor de las partículas. Estos llamados colectores, junto con el aire, forman espuma haciendo que el material suba a la superficie de la pileta saliendo por rebalse. Mientras las restantes partículas decantan y se retiran por el fondo.  Estas a su vez, si son de diferentes compuestos, se llevan a una pileta similar donde con otro reactivo se lograr separarlas de manera similar.

¿De qué vamos a trabajar en 2030?

Más creativos, más desiguales

Crecimiento demográfico, desarrollo de la tecnología, escasez de recursos naturales: las actividades laborales se transforman, y demandarán tanto formación como experiencias, capacidad emprendedora y transdisciplina.Lo que cambiará será nuestra manera de entender el trabajo.

Por Lorena Oliva  | LA NACION                                     

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 Foto: Javier Joaquín

Todas las proyecciones son coincidentes: el mundo que viene deberá correr los límites de lo imposible cada vez con mayor frecuencia. Los cambios serán mayúsculos: a la par del continuo avance de la ciencia y la tecnología, la humanidad estará jaqueada por cuestiones de índole ambiental y escasez de recursos naturales, y deberá replantear sus sistemas de salud, planificación urbana y educación -por citar apenas unos ejemplos-, ante una población de crecimiento irregular y cada vez más envejecida.

En ese contexto, el mundo del trabajo también sufrirá modificaciones radicales en las próximas décadas, no sólo en términos de actividades que surgirán y otras que desaparecerán, sino en el modo en que entendemos el empleo: adaptación constante, aprendizaje continuo, capacidad para inventarse el propio trabajo ("ser emprendedor") y de cruzar fronteras disciplinarias son algunos de los mandatos de la hora. Pero, a pesar del vértigo con que suceden los cambios, algunos especialistas alertan que no se estarían tomando las precauciones para asegurar que el mundo que viene no quede partido en dos, como muchos ya auguran: profesionales a la vanguardia de la tecnología, demandados y bien pagos, y una masa de desempleados sin redención.

Pero el futuro no espera. Así como hoy contamos con profesiones impensadas hace apenas diez años -basta reparar en los community managers, los data miners o los ingenieros ambientales, tan populares por estos días-, el mundo del mañana estará plagado de oficios y profesiones que hoy todavía no imaginamos, porque derivarán de actividades que aún no existen. De hecho, se estima que alrededor de la mitad de las empresas que rankeen en el Fortune 500 Index en 2025 todavía no comenzaron a funcionar.

A medida que ingresemos de lleno en la próxima década, nuestra cotidianidad irá absorbiendo innovaciones que hoy parecen salidas de la ciencia ficción. Y los avances en materia de nanotecnología, informática, inteligencia artificial, robótica, neurociencia, genética y hasta de la intersección de diferentes ciencias tradicionales irán reconfigurando, sin duda, el terreno del empleo.

Una función que ha surgido con fuerza en los últimos años es, justamente, la de los futuristas o futurólogos, encargados de predecir el futuro a partir de las tendencias que se van perfilando en la actualidad. "Cada vez es más difícil predecir el futuro porque no sabemos qué nuevas tecnologías surgirán en los próximos años y cómo ellas cambiarán la economía, la sociedad, los sistemas políticos, los conflictos bélicos. A pesar de la dificultad, predecir dichas posibilidades es de suma importancia, porque las consecuencias de no actuar a tiempo pueden ser catastróficas", explica Cecilia Tilli, doctora en filosofía y neurociencia por la Universidad de Princeton y miembro del Future of Humanity Institute & Oxford Martin School, de la Universidad de Oxford, dedicado a este tipo de estudios.

Un reciente estudio de la consultora británica Fast Future Research menciona algunas de las carreras y profesiones que irán surgiendo en las próximas décadas: fabricantes de partes corporales; especialistas en aumento de memoria; pilotos, arquitectos y guías de viajes espaciales; administradores y consultores de bienestar para personas mayores; productores de cultivos y ganado genéticamente modificados; oficiales de cuarentena; agricultores verticales, y la lista sigue.

DE UN LUGAR A UNA FUNCIÓN

Ese escenario futuro no será otra cosa que el punto culminante de un proceso que comenzó a gestarse hace décadas y que hoy en día está dando señales de evolución. "A nivel laboral, el mundo actual tiene una sola regla: adaptación constante. Justamente, en este contexto de extrema movilidad es que tenemos que pensar en las nuevas generaciones. Un estudio realizado en 2014 entre Adecco Argentina y la Universidad de Palermo reveló que el 70% de los líderes del futuro alrededor del mundo rechaza la manera tradicional en la que las empresas organizan la forma de hacer el trabajo. Prefieren trabajar de manera independiente a través de medios digitales", explica Pablo Liotti, gerente de Marketing y Comunicación de Adecco Argentina.

Con él coincide Andrés González, director de Consultoría en Transformación Organizacional para Accenture Latinoamérica, quien considera que, en el futuro, el mundo del trabajo será distinto a lo que hoy conocemos. No sólo desde el punto de vista formal, sino más bien desde la conceptualización del trabajo en sí mismo.

"El trabajo pasará -en realidad ya está pasando- de ser entendido principalmente como un lugar (espacio físico determinado, con horarios determinados, compañeros estables, clientes fidelizados y proveedores cercanos y conocidos) a ser pensado como una función. Esa función se caracterizará principalmente por el concepto de flexibilidad y requerirá de nuevas competencias y habilidades de los trabajadores: autonomía, creatividad, orientación a resultados, diversidad cultural, colaboración y aprendizaje permanente. El empleado que sabe dejará lugar al empleado que aprende, crea y comparte", explica el especialista, quien asegura que, más allá de las nuevas profesiones que surjan, la innovación tecnológica que se viene modificará la forma de ejercer las profesiones actuales.

"El mundo está cambiando -continúa González-, la población está creciendo en cantidad a ritmos acelerados y ello hace que debamos hacer las cosas distintas. Las profesiones convencionales deberán dar el salto cualitativo soportado por la tecnología y el mundo digital para ser hechas de otra forma."

El especialista de Accenture enumera áreas que serán estratégicas en las próximas décadas: las ciencias de la salud (como consecuencia del crecimiento demográfico y el envejecimiento poblacional); la construcción (relacionada con lo anterior); las tecnologías de la información; las especializaciones en materia de energías alternativas; la agricultura y la ganadería; la legislación internacional y la educación.

 

Pero mientras algunas profesiones deberán reconvertirse, otras corren el riesgo de desaparecer. Un trabajo del Future of Humanity Institute de la Universidad de Oxford advierte que, por obra y gracia de los avances tecnológicos, en los Estados Unidos corre un alto riesgo de ser automatizado el 47 por ciento de los empleos actuales, en tanto que otro 20 por ciento padece un nivel de riesgo medio. La proporción en el Reino Unido es de un 35 por ciento y un 23 por ciento, respectivamente.

Lógicamente, los puestos que tengan más chances de ser mecanizados son los más expuestos: los relacionados con las áreas de transporte, producción, mantenimiento, logística y hasta algunas funciones rutinarias, como las que realizan los cajeros de supermercado o los cobradores de peaje. Pero, a medida que las investigaciones en materia de inteligencia artificial avancen, otros puestos más calificados podrían verse igual de afectados.

El estudio, realizado por Carl Frey y Michael Osborne, concluye, sin embargo, que las habilidades humanas más difíciles de automatizar son la creatividad, la inteligencia social y la destreza para manipular objetos. Por el momento. "Es posible que la automatización de ciertos trabajos lleve a la creación de otros nuevos, manteniendo el actual nivel de empleo. Pero algunos temen que se incremente el desempleo y la desigualdad económica y social", analiza Cecilia Tilli sobre el trabajo de sus colegas.

Es que, a medida que las futuras innovaciones se vayan incorporando a la vida cotidiana -se habla, incluso, de artefactos y electrodomésticos que estarán todos conectados en Red, lo que daría vida a un nuevo fenómeno: la Internet de las cosas-, algunas profesiones perderán su razón de ser.

"De la misma manera que, durante la Revolución Industrial, mucha mano de obra se automatizó y los humanos tuvimos que buscarnos nuevos cometidos, quizá en el futuro haya profesiones como la del médico, por decir una, que puedan ser, si no reemplazadas, sí influidas por un fuerte componente virtual. Algunas otras, directamente, desaparecerán. ¿Quién querrá tomar un taxi cuando puedas llamar a tu propio auto (Tesla) desde tu reloj (Apple)?", cuestiona, provocador, Daniel Granatta, uno de los fundadores de la consultora de negocios Clowdertank /BAG.

CONTRASTES MÁS DEFINIDOS

Denise Abulafia, directora general y cofundadora de Educatina, un sitio web de educación muy popular en América latina, suma sus pinceladas al escenario laboral del futuro. "El profesorado en informática tendrá que reconvertirse porque, en el futuro, informática pasará a ser una materia básica de la escuela. Lo más lógico sería que, en su lugar, tuviéramos profesorados en programación. Tampoco está claro lo que ocurrirá con los traductores públicos: mientras algunos sostienen que, en un mundo globalizado, se van a volver mucho más necesarios, hay quienes aseguran que la profesión podría desaparecer porque, en el futuro, sólo será cuestión de ponernos nuestros Google glasses para que el texto se traduzca automáticamente".

Pero de la mano de aviones hiper- automatizados -que hasta podrían poner en jaque el futuro de pilotos y azafatas-, o de góndolas en los supermercados capaces de medir el comportamiento de los consumidores -innovación que, sin dudas, afectará mucho más que la tarea de los repositores-, el mundo hiperdigitalizado y tecnológico que habitaremos en las próximas décadas llegará con nuevas ofertas laborales.

A las ya mencionadas, Abulafia agrega los neuroeducadores, los economistas digitales, los sociólogos tecnológicos, los expertos en medicina del espacio, al igual que toda una amplia gama de puestos de mantenimiento para las máquinas y artefactos que irán surgiendo en los años que vendrán.

Pero, dado el nivel de especificidad de las profesiones antes mencionadas -y el alto nivel de calificación que requerirán-, ¿nos aproximamos a un mundo de contrastes todavía más definidos entre la base y el extremo de la pirámide económica?

Andrés González, de Accenture, alienta el optimismo y sostiene que el escenario laboral futuro tendrá cabida para todos. "En función de las necesidades de desarrollo de industrias como la salud, la alimentación, la construcción, la generación de energía, considero que hay mucho trabajo por hacer a nivel global. Será clave el rol de Estado en términos de generar políticas que gobiernen y controlen esta distribución del trabajo e integren y articulen los mundos empresarial, sindical, social y educativo para poder ofrecer una solución abarcativa y a largo plazo."

Hasta el momento, sin embargo, en los espacios educativos y de formación la mirada a largo plazo no es precisamente la que prima. "Creo que falta una planificación conjunta y articulada entre las instituciones educativas y las organizaciones de demanda de capacidades profesionales. A modo de ejemplo, hoy en día la disminución de ingenieros que se gradúan año a año genera un vacío en contraposición con la creciente demanda de dichos perfiles en el mundo laboral", agrega González.

Con él coincide Denise Abulafia, quien, sin embargo, considera que la magnitud de los cambios que se vienen necesariamente impactará en los procesos de aprendizaje actuales: las plataformas digitales de e-learning se volverán un complemento cada vez más necesario en todo este proceso y algunas carreras científicas, complejas y largas, deberán promover tecnicaturas más cortas y específicas.

"Hablamos de procesos largos que requieren inspiración y preparación -reconoce la especialista-. Pero, sin dudas, en el modelo que se viene, todo el tiempo deberemos estar aprendiendo. El tiempo de estudiar una carrera para toda la vida también está llegando a su fin.".

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