Con modelo para diseño de plantas multiproducto se titula nueva Doctora en Ingeniería Química y Biotecnología de la U. de Chile

Un innovador enfoque fue el que inspiró a Gabriela Sandoval al abordar su tesis de doctorado: “Me enfoqué en las denominadas plantas multiproducto, que generan distintos bioproductos, usualmente en cantidades medianas y en distintos periodos”.

La investigadora agrega que “debido a que son volúmenes relativamente pequeños, no se puede tener una planta gigante para esto. La idea es lograr identificar y diseñar el tamaño preciso de la planta para producir lo que se necesita, sin sobredimensionar y —por ende— sin malgastar recursos”.

Es así como, con la tesis “Diseño de una Planta Biotecnológica Batch Multiproducto Real con un enfoque basado en optimización”, Gabriela Sandoval obtuvo en marzo de 2016 el grado de Doctora en Ciencias de la Ingeniería Mención Ingeniería Química y Biotecnología. Su trabajo fue guiado por el Coordinador de Postgrado del Departamento de Ingeniería Química y Biotecnología, Juan Asenjo, quien es también director del Centro de Biotecnología y Bioingeniería (CeBiB).

Como co-guía tuvo a Daniel Espinoza, del Departamento de Ingeniería Industrial de la Universidad de Chile, y a Nicolás Figueroa, del Instituto de Economía de la Universidad Católica. Además, en la comisión evaluadora participaron María Elena Lienqueo, del DIQBT de la U. de Chile e investigadora titular CeBiB; y Luis Cisternas, académico e investigador de la Universidad de Antofagasta.

Utilizando herramientas de optimización, Gabriela logró encontrar una formulación y metodología para el diseño de plantas multiproducto, el que puede ser escalado a futuro y tiene potencial para convertirse en un estándar en el campo.

Con datos de producción de una planta real de 44 etapas, el modelo optimizado de Gabriela mostró que era posible ahorrar hasta 66% en costos. “Esto me permitió probar no sólo que la herramienta es útil, sino que es necesaria para el diseño óptimo y no sobredimensionado de una planta”, consigna la investigadora.

Más aún, el modelo computacional trabajado por Gabriela tiene un tiempo de ejecución corto, apenas 6 minutos en el caso de la planta de 44 etapas, por lo que queda abierta la posibilidad de complejizarlo a futuro para seguir incorporando más variables.

“Actualmente solo puede aplicarse en la fase de diseño de una planta, pero a futuro me gustaría ampliar esto para trabajar haciendo retrofitting o rediseño de plantas ya existentes”, señala.
Gabriela es Ingeniera Química y en Biotecnología de la Universidad de Chile, además de Magíster en Ciencias de la Ingeniería Mención Ingeniería Química.

La obtención del grado de Doctora derivó en dos artículos académicos: “MILP reformulations for the design of biotechnological multi-product batch plants using continuous equipment sizes and discrete host selection”, que fue publicado en la revista Computers & Chemical Engineering en su volúmen 84, antes de que Gabriela defendiera su tesis.

El segundo paper, “Optimization of a biotechnological multi product batch plant design for the manufacture of four different products: a real case scenario”, está en prensa en la prestigiosa revista Biotechnology & Bioengineering.