Incidencia de la Biotecnología en el Desarrollo Académico de la Ingeniería Química en Colombia45

Incidencia de la Biotecnología en el DesarrolloAcadémico de la Ingeniería Química en

ColombiaOsear Fernando Castellanos J, María Angélica Rueda z, Julio Cesar Ramirez 3,

RESUMEN

En Colombia, la Biotecnología, durante los últimos años,se ha desarrollado de manera acelerada, particularmenteen su aspecto fundamental y teórico. En el mercadonacional existen productos de consumo obtenidos conayuda de los avances de la biotecnología industrial, la cual,para su implementación, ha tenido que recurrir a lastecnologías importadas y de transferencia. Así, entre las .investigaciones teóricas en biotecnología y la apUcabilidadde sus resultados en procesos de producción en nuestro paísgeneralmente no ha existido una relación directa.

Actualmente, las necesidades de progreso científico ytecnológico exigen la interacción armónica de los diferentesaspectos de la biotecnología. Para ello, es indispensable laformación de profesionales, capaces de aplicar conceptosde ingeniería en los procesos desarrollados en laboratoriosbiotecnológicos. Como ya lo han hecho otros países conmás adelanto científico y económico, en las universidadescolombianas es hora de reforzar considerablemente lalínea de profundización en ingeniería bioquímica de losprogramas de Ingeniería Química en los diferentes nivelesde pre y postgrado. Esta profundización permitirásignificativamente acortar distancias entre las diferentesáreas de la biotecnología y su aplicación industrial.

INTRODUCCIÓN

Labiotecnología tiene una historia tan larga como lafabricación del pan o la cerveza, y se remonta a la época

indígena con la elaboración por fermentación de productosalimenticios y bebidas como la chicha (obtenida porfermentación de jugo del maíz). La producción industrial queusa procesos tecnificados con microorganismos se empieza aencontrar a finales del siglo XIX y recibió un gran impulso enlas décadas del 40 y 50 del siglo XX, con el diseño de unnuevo tipo de reactores aerobios y anaerobios, desarrolladosgeneralmente con base en el conocimiento de la ingenieríaquímica. Posteriormente, cuando la naturaleza y la función delos ácidos nucleicos fueron explicadas, se abrió el camino a la

descripción del código genético y a la tecnología del ADNrecombinante. Entre los decenios del 70 y 80, se hizo posiblela producción de genes en masa en bacterias y su transferenciaa otros organismos, incluyendo no solamente microorganismossino también plantas y animales (Bailey, 1986).

En este artículo, el término biotecnología tendrá la siguientedefinición: la aplicación de organismos, sistemas y procesosbiológicos a la producción de bienes y servicios en beneficiodel ser humano. La biotecnología aplicada a losmicroorganismos, plantas y animales con destino a laproducción es mucho más que la tecnología para aumentar laproductividad o para resolver problemas técnicos (OCDE,1993). La bíotecnología cambia, de forma espectacular, lasvías mediante las cuales los científicos pueden conocer lasestructuras y las funciones de los sistemas biológicos. Larevolución del conocimiento que ello implica tieneconsecuencias científicas, éticas y sociales que irán mucho másallá que los efectos económicos.

El desarrollo de la biotecnología industrial en Colombia esevidente y se manifiesta en los diferentes renglones de laeconomía nacional. Entre las industrias que generan oconsumen productos biotecnológicos se pueden encontrar: dedetergentes, cervecerías, productos lácteos, de jugos yconcentrados de frutas, panificadoras, de vacunas, de cultivode tejidos, producción de biopesticidas y biofertilizantes,etcétera. La Política Nacional de Ciencia y Tecnología, en unode sus programas orientados a fortalecer la competitividad delsector productivo y su inserción en el mercado internacional,reconoce que los adelantos científicos en biología molecular ybiotecnología han tenido gran impacto en los sistemas deproducción y en la salud humana en nuestro país, y por ello esprioritario el fomento a las investigaciones y a la formación denuevos profesionales en estas áreas.

El trabajo realizado en biotecnologfa en centros de desarrollocientífico y tecnológico tiene un carácter muy fundamental.En él participan principalmente profesionales de formación

l. 1Q..M.Sc ..Ph.D. Profesor Asistente del Departamento de Ingeniería Química de laUniversidad Nacional.

~ Estudiante de Ingeniería Química de la Universidad Nacionall. Estudiante de Ingeniería Química de laUniversidad Nacional

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en ciencias básicas (químicos, microbiólogos, biólogos,etcétera), humanas (médicos, odontólogos, etcétera), y otros.Esto implica que se realizan trabajos con cierta profundidadcientífica, los cuales no siempre encuentran aplicación en lapráctica o las formas propuestas para ello son muy primitivas,ocasionando fmalmente ineficiencia (Colciencias, 1993).

Según un estudio realizado por Colciencias (l995b) de losprofesionales que trabajan en bíotecnología sólo el 22 % estándedicados al sector productivo, el resto se distribuyen en loscentros de formación académica y de investigación. Además,de las cinco áreas temáticas determinadas en biotecnología:(vegetal, agrícola, animal, industria y salud), la industrial sóloocupa el 8 % de los profesionales biotecnólogos. Esto implicaque en la biotecnologfa de Colombia se puede advertir undistanciamiento entre el desarrollo teórico y fundamental y laaplicabilidad del conocimiento a procesos industriales.

Como una de la razones de esta tendencia se puede, sinlugar a dudas, señalar la dramática escasez de profesionalescapaces de interpretar la bíotecnología dirigida a los procesosde producción de una manera racional y con un concepto éticoorientado hacia un desarrollo sostenible, lo cual a su vez esoriginado por la falta de programas educativos adecuados queformen y especialicen a los futuros biotecnólogos sobre losdiferentes tópicos de la biotecnología y sus aplicaciones en losprocesos de producción a nivel industrial.

l. FORMACIÓN DE PROFESIONALES EN BIOTECNOLOGÍA

INDUSTRIAL

Es importante señalar que el creciente desarrollo de labiotecnología industrial como un campo de acción más dentrode la ingeniería química no es una realidad exclusiva deColombia, sino que tiene eco en otros países latinoamericanoscomo Brasil, Argentina, Venezuela, Chile y México, aunqueen la mayoría de estos países se descubrió esa importanciamuchos años atrás, lo cual se ve reflejado principalmente enlos planes de estudio que ofrecen, donde la biotecnología y laingeniería bioquímica forman parte obligatoria de la formaciónbásica del ingeniero químico.

Por ejemplo, en la Universidad Tecnológica Nacional deBuenos Aires, en el plan de estudios básico en séptimo semestrese ve la asignatura biotecnología con una intensidad a la semanade seis horas; en Chile existen carreras como Ingeniería CivilQuímica e Ingeniería Civil Bioquímica, las cuales estánestrechamente relacionadas; Sus asignaturas son iguales hastacuarto semestre, luego siguen cursos en común pero se dictanenfocados a química o bioquímica y biología respectivamente.En algunas universidades de Brasil es notoria la importanciaque se le da a la biotecnología y bioquímica dentro del plan de

estudios básico de Ingeniería Química; al examinar susprogramas se encuentran materias como: bioquímica industrial,fermentación alcohólica, ingeniería bioquímica I y 11,laboratorios de ingeniería bioquímica. La UniversidadNacional Autónoma de México, UNAM, cuenta con unInstituto de Biotecnología aparte en el cual participan muchosprofesionales, incluyendo un importante contingente deingenieros químicos y bioquímicos (Internet, 1998).

Las universidades y centros de capacitación, en Colombia,aportan al desarrollo de la biotecnología fundamentalmenteprofesionales en ciencias puras, humanas e ingenierías con unaformación muy parcial sobre los aspectos básicos y aplicativosde la biotecnología. Los programas universitarios de ingeniería,que están comprometidos con el desarrollo de la biotecnologíaen Colombia son: Ingeniería Química, Ingeniería Sanitaria,Ingeniería Sanitaria y Ambiental, Ingeniería de Alimentos,Ingeniería Agroindustrial (ICFES, 1994-1998). En general, detodas las ingenierías se demuestra históricamente que la máscomprometida con el desarrollo de la biotecnología Industrialha sido la Química (Castellanos y Otros, 1996). Sin embargo,en los departamentos de Ingeniería Química del país susnúcleos temáticos no incluyen la línea de las ciencias biológicasy por ello los profesionales tienen un concepto muy elementalpara el trabajo con procesos bioquímicos y no están capacitadospara maniobrar procesos de manipulación microbiológica

En la mayoría de estos departamentos, dentro de las líneastemáticas de profundización, se estudian los procesos debiodegradación de desechos, biorremediación de contami-nantes ambientales, uso de biofiltros, cinética bioquímica,procesos de separación y purificación, tipos de fermentación,desarrollo de cultivo de tejido celular animal y vegetal a nivelindustrial, utilización de desperdicios agrícolas e industrialescomo sustrato de fermentaciones. Para incluir estos temas enlos programas académicos, últimamente las universidades handecidido crear una o dos asignaturas que tengan que verdirectamente con la biotecnología. Lógicamente, en este casola noción de todos estos conceptos es muy general y laprofundidad de los mismos no es suficiente para satisfacer lasnecesidades reales del desarrollo científico y tecnológico.Además, se tiene la concepción del manejo puramentetecnológico de la biotecnología industrial, descuidando así lasbases de administración y evaluaci6n econ6mica de losprocesos, en donde el principio biológico se introduce a laproducci6n. Generalmente cuando el ingeniero egresado seubica laboralmente debe casi por inercia aprender a seradministrador de recursos y gestionador empírico de tecnología.

Como conclusión de lo anterior puede afirmarse que en losniveles de formaci6n superior ninguno de los programasexpuestos tienen como objetivo el desarrollo explícito de labiotecnología fundamental o industrial. La carencia de

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profesionales específicamente preparados para el desarrollode una biotecnologfa repercute ya directamente en lasempresas de producci6n. Para mencionar un ejemplosencillo, podemos recordar los planteamientos hechos por elPrograma Nacional de Biotecnología en Colombia al referirsea los procesos de finalizaci6n en el escalamiento industrialen biotecnología (Colciencias, 1993): "En aspectos deescalamiento industrial de fermentaciones de célulasbacterianas o células animales, el país conoce muy poco yrealmente no está preparado para suplir la demanda de laindustria privada. Este escalamiento necesita la contribuci6nde áreas y profesionales especializados en ingeniería química,biología, virología, microbiología y otras relacionadas, lascuales interactuando en los aspectos tecnol6gicos yecon6micos procuren el desarrollo de tecnologíascientíficamente viables y econ6micamente factibles" .

Parad6jicamente, lo anterior se ve reflejado en muchasempresas nacionales, en donde a pesar de tener procesosevidentemente de producci6n biotecnol6gica apoyados portecnología transferida relativamente moderna, no se cuentaen su n6mina con ingenieros químicos o bioquímicos conespecializaci6n académica dirigida a la producci6nbiotecnol6gica, microbiólogos industriales de formaci6n otecnólogos en el campo. Esta situaci6n implica que losprocesos de producci6n e investigaci6n en tecnología(escalamiento industrial, transferencia de tecnología,modernizaci6n de procesos, etcétera.) están en manos deprofesionales sin formaci6n específica. La alternativa detrabajar de esta manera casi empírica representa un alto riesgo,ya que los resultados pueden repercutir en tecnologíasendebles, acoplamientos tecnol6gicos improvisados yproductos de muy regular calidad, en otras palabras este riesgopodría manifestarse en grandes pérdidas econ6micas.

A nivel de postgrado en las universidades, por ejemplo deSantafé de Bogotá, como la Javeriana y Los Andes existenprogramas de Microbiología Industrial, Genética, Biologíamolecular, etc. Además, una de las líneas de postgrado enIngeniería Química de la Universidad Nacional está dirigidaa los problemas de la biotecnología aplicada. Sin embargo,debido al poco tiempo de creaci6n de estos programas,resultados significativos de su gesti6n se podrán observar soloa mediano plazo.

11. APORTE ACADIThUCO DE LA INGENIERÍA QufMICA DE LAUNIVERSIDAD NACIONAL AL DESARROLLO DE LA

BIOTECNOLOGÍA INDUSTRAL EN COLOMBIA

A principios de la década del 90 en el departamento deIngeniería Química de la Universidad Nacional se hizo

evidente la necesidad de ofrecerles a los futuros ingenierosla posibilidad de salir egresados del alma mater con unaprofundizaci6n en una de las áreas de mayor desarrollo de laprofesi6n en Colombia, entre las cuales se incluy6 la línea deprofundizaci6n en Ingeniería Bioquímica. Esta línea durantelos últimos tres años, ha sido la que ha contado con mayordemanda de estudiantes de séptimo y octavo semestre. En lalínea de profundizaci6n de Ingeniería Bioquímica se ofrecentres materias: Microbiología y Bioquímica, Purificaci6n yControl de Bioprocesos e Ingeniería Bioquímica.

Sin embargo, en la actualidad resulta necesario evaluarel grado de eficiencia y desarrollo de esta línea deprofundizaci6n. Con este prop6sito se realiz6 un detalladoanálisis de la incidencia de la biotecnología industrial en eldesarrollo del Departamento de Ingeniería Química, paralo cual se tomaron como referencia los trabajos de tesis enpre y pos grado desarrollados desde la creaci6n de estosprogramas en la Universidad Nacional.

En la figura 1 se observa que la cantidad de tesis totalespor año en el Departamento de Ingeniería Química han idoaumentando, lo cual demuestra un crecimiento constantedel departamento. No obstante la creaci6n de programas conel mismo nombre en otras universidades del país, la demandade cupos para la carrera es creciente. Según el ICFES, estacarrera en la Universidad Nacional durante los dos últimosaños se ubica establemente entre las 15 más solicitadas porlos bachilleres en Colombia. Igualmente puede observarseque las tesis sustentadas en el departamento referentes a laaplicaci6n de los principios de la Ingeniería Química a losprocesos biol6gicos, en otros palabras al desarrollo de labiotecnología industrial, han aumentado.

Al evaluar la dinámica de incidencia de la ingenieríabioquímica en el departamento, calculado por porcentaje,se procedi6 de la siguiente manera: se promediaron losporcentajes de tesis de bioprocesos en cada década, luegose escogi6 el año que más se aproximara a ese promedio,seleccionando 5 puntos. Como se ve en la figura 2, laincidencia de esta área es más notoria de década en décaday permite afirmar que para el año 2005, aproximadamenteel 20% de las tesis de grado en Ingeniería Química serándedicadas a la biotecnologfa, lo cual constituye un índicede representatividad bastante considerable. Es destacableque la misma tendencia de creciente incidencia de labiotecnología se encuentre evidenciada en los trabajospresentados durante los 19 congresos nacionales deIngeniería Química. Así, en su última versi6n, llevada acabo en Medellín, el 19 % de los trabajos abordarondiferentes t6picos de la Ingeniería Bioquímica, en contrastecon hace 15 años cuando este porcentaje era casidespreciable.

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necesarias para evaluar el efecto de la agitaci6n en lafermentaci6n acetobutílica".

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Figura 2. fndice de representatividad de tesis en Ingenieña Química entemas de bioprocesos para algunos años.

Aunque cuantitativamente el número total de tesis en estaárea aumenta cada año, en el departamento no existe unatradici6n de línea tan marcada como la que puede existir enotras áreas, como la de polímeros. Por ello, es necesario, alevaluar la incidencia del área, realizar un análisis cualitativode los temas abordados y su coherencia con el papel delIngeniero Químico en el desarrollo de la Biotecnología.

La metodología propuesta en este artículo para este análisisfue la siguiente. A todas las tesis en Ingeniería Bioquímica seles clasific6 en cinco categorías a saber:

1. Desarrollo de Procesos Biotecnol6gicos, DPB: estas tesiscentran sus objetivos en la obtenci6n y adaptaci6n de nuevastécnicas u optimizaci6n de condiciones para mejorarprocesos ya existentes a escala de laboratorio o a escala deplanta piloto; ejemplo: "Estudio del efecto de la fuente decarbono en la producci6n de la 5-endotoxina de Bacillusthuringiensis ..

2. Evaluaci6n Técnica y Factibilidad, ETF: estas tesis estánencaminadas a un estudio estricto y completo sobre laviabilidad de procesos, respaldados generalmente por unamplio marco teórico y en algunos casos con una baseexperimental; ejemplo: "Establecimiento de las herramientas

3. Evaluaci6n Técnico-Econ6mica, ETE: en estos estudios seabordan los temas con la misma consideraci6n que en lacategoría anterior, pero además se integra sustancialmentela evaluaci6n del factor econ6mico, con cálculos de retornosde la inversi6n, costos de operaci6n, ganancia, rentabilidad,etc.; ejemplo: "Estudio de prefactibilidad técnico-econ6micapara producir inoculantes en Colombia".

4. Estudio Econ6mico, EE: las tesis se centran principalmenteen los costos, a todo nivel y en la rentabilidad del procesotomándolo como una inversi6n; ejemplo: "Estudioecon6mico de la producci6n de f}-D-Galactosidasa a partirde Kluyveromyces fragilis en Colombia".

5. Estudio de Seguridad Industrial, ESI: estos trabajos evalúany desarrollan las normas de seguridad en un laboratorio debioprocesos a lo largo de todo proceso; ejemplo: "Manualde seguridad industrial para los laboratorios del Instituto deBiotecnología de la Universidad Nacional de Colombia".

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Figura 3. Clasificación por tema de las tesis realizadas en Ingeniería

Química acerca de bioprocesos (1951 - 1997)

En la figura 3 se muestra que más del 60 % de las tesisrealizadas en el área de bioprocesos (en total 104) han tenidocomo objetivo el desarrollo de procesos biotecnol6gicos,mientras la evaluaci6n técnica y los estudios de factibilidadhan abarcado algo más del 30 %. En las otras tres categoríasescasamente se llega al 10 % de los trabajos realizados. Comopuede observarse, las dos primeras categorías, que conformanla gran mayoóa de las tesis, hacen referencia principalmente ala parte tecnol6gica de la ingeniería bioquímica. Los aspectosde evaluaci6n econ6mica son realmente relegados a una escasaminoría,

El componente administrativo de la ingeniería, así comolos aspectos de gesti6n tecnol6gica no han sido abordados enningún caso. Es parad6jico no encontrar tesis en temas comola ingeniería de procesos en biotecnología, evaluaci6n defactores de innovaci6n tecnol6gica, metodologías detransferencia y asimilaci6n de tecnología, y otros temas de

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gestión, más aún cuando el país produce en este sectorfundamentalmente con tecnología importada. Existe en elmedio académico de la ingeniería la concepción, nogeneralizada, de que la función del ingeniero se reduce aldesarrollo tecnológico. Como la práctica lo demuestra, lostemas de gestión y administración no son exclusivos deeconomista, administradores de empresas y otros armes, yaque, como antes fue planteado es evidente que en la industrialos procesos de adquisición de tecnología y su administraciónson asumidos principalmente por el ingeniero, quien debeevaluar tanto tecnológica como económicamente la toma deuna decisión.

La biotecnología, sea básica o aplicada, por ser uncomponente interdisciplinario de desarrollo de la civilizacióncontemporánea ha generado en ocasiones distorsión del papelque cada uno sus participantes pueden aportar. Con frecuenciase encuentran trabajos de facultades en ciencias básicas quetratan temas de escalamiento y evaluaciones económicas deprocesos de producción. No es extraño, entonces, encontrartesis de facultades de ingeniería que aborden temas desde lavisión fundamental, por encima del objetivo primordial quedebe llevar todo ese conocimiento básico hacia la producción.Por ello surge el interrogante: ¿cuál ha sido la coherencia entrela función clásica de la ingeniería química hacia labíotecnología y el desarrollo de las tesis de grado en eldepartamento?

Para dar respuesta a este interrogante se analizaron todaslas tesis incluidas en las categorías 1 y 2 de la figura 3, esdecir, aquellas que fueron desarrolladas en el marco tecnológicode la ingeniería, clasificándolas a su vez en dos categorías:

1. Tesis de desarrollo básico: tienen como tema el desarrolloensayos o experimentos en el área básica de bioprocesos,es decir, estudios cinéticos y bioquímicos, transferencia demasa y energía sin proyección al escalamiento, evaluaciónde medios de cultivo, experimentos biológicos de laboratoriocon microorganismos y fermentaciones con célulasinmovilizadas con énfasis en rutas metabólicas, cambiofisiológico, etcétera.

2. Tesis de desarrollo ingenieril: referentes a temas comodiseño de equipos, diseño de procesos, sistemas de controlde procesos, producción a escala industrial y procesos deescalamiento, montaje de plantas piloto o mini plantas,optimización de procesos, etcétera.

La figura 4 muestra el número total de tesis desde lacreación del departamento hasta hoy, en cada una de estascategorías. De las 95 tesis analizadas pertenecientes a lascategorías de Desarrollo de Procesos Biotecnológicos, DPB yEvaluación Técnica y Factibilidad, ETF, en Ingeniería

Bioquímica más del 60 % se han desarrollado con un énfasisteórico y de ciencias básicas que desde el punto de vistaingenieril. La explicación a este hecho puede encontrarse enque en un principio las líneas de investigación tenían lanecesidad de estructurar su conocimiento en áreas básicas paraluego abordar el escalamiento de los procesos y su formulaciónindustrial. Para corroborar lo anterior se evaluaron losresultados de la figura 4 por décadas. El resultado fue contrarioa lo expresado en la explicación planteada. Como puedeobservarse en la figura 5 en la década del 50, cuando aún nose hablaba de biotecnología como tal, los trabajos fueron dedesarrollo ingenieril, lo cual coincidió con la implantación enel país de nuevos procesos a nivel industrial, incluyendo losbiotecnológicos. Durante la década del 60 en el mundo seempieza ha hablar de la revolución biológica y muchosprocesos que se tomaban como indescriptibles se empiezan aescudriñar. Nace la biotecnología así denominada y una partede los trabajos en ingeniería bioquímica son dedicados alestudio básico de los bioprocesos. En la década del 70 el interéspor estructurar de manera fundamental el conocimiento quepueda ser atractivo a la producción hace que más del 70% delas tesis de esta área sean de desarrollo básico. Hasta estadécada, el desarrollo coincide con el de departamentoshomólogos de otros países como México. Durante la décadadel 80 el corte ingenieril de las tesis retoma la iniciativa en lostrabajos totales, aunque se le sigue dando gran importancia alos trabajos de desarrollo básico. Sin embargo, en la décadadel 90 en contraste a la tendencia de lo que ocurre endepartamentos similares de universidades de la región, endonde el aspecto ingenieril se ha fortalecido sustancialmente,más del 70 % de los trabajos desarrollados en el Departamentode Ingeniería Química de la Universidad Nacional vuelven atomar un perfil básico. Esta preocupante dinámica muestra unaincoherencia entre los objetivos de la ingeniería química comouna ciencia de la producción y el desarrollo de una de sus másperspectivas aplicaciones.

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Baalca Ingenlerla

Figura 4. Análisis y clasificación de las tesis que pertenecen a las

categorías ETF y DBP.

Probablemente puedan mencionarse las siguientes causasde este comportamiento:

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• La inexistencia de materias en biología, microbiología,bioquímica. etcétera, en los semestres básicos y la existenciade un muy reducido número de materias en la línea deprofundización. Esto lleva a que el profesor al dirigir sustrabajos debe siempre dedicar una gran cantidad de tiempopara ilustrar al estudiante con los conceptos más elementales,por lo cual las investigaciones contempladas en una tesisno sobrepasan cierto nivel.

• La falta de un mayor trabajo interdisciplinario planteadocon otras dependencias académicas de la universidad, deinstitutos de investigación externos y de otras universidades.No se conocen trabajos, por ejemplo, entre un microbiólogoy un ingeniero químico en el marco de una misma tesis.

• Las limitaciones económicas al realizar las investigacionesen ingeniería. Evidentemente es mucho más barato realizarestudios a nivel laboratorio que plantear el escalamiento,por ejemplo, en tres etapas de cualquier procesobiotecnológico, por sencillo que éste sea. Por ello, losprofesores investigadores deben recurrir a la evaluación deprocesos a baja escala Si se logra plantear proyectos degran envergadura, éstos se ven generalmente parados enalgún momento de la investigación por la limitanteeconómica Este factor genera, además, traumatismos almomento de estructurar líneas de investigación a largo plazo.

• La carencia de una planta piloto en bioprocesos en eldepartamento. Esto, a su vez, genera la constantedependencia del investigador al realizar trabajos que elmedio demanda en las condiciones y restricciones que laempresa o incluso los mismos centros de desarrollo científico- tecnológico impongan. En muchos de estos casos, aldepartamento no se le presentan los verdaderos alcances dela investigación a nivel industrial sino un material resumido,que cumpla el requisito de tesis de grado.

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Figura 5. Clasificación de tesis de Ingeniería Química que pertenecen a

las categorías DBP y E1F

A nivel de posgrado en el Departamento de IngenieríaQuímica, el desarrollo de la ingeniería bioquímica como unade la líneas de investigación muestra un comportamiento similaren cuanto a su creciente incidencia. En la figura 6 se muestra

que el aumento de la bíotecnología como tema para tesis hasido vertiginoso durante los 9 años de existencia de la maestría,hasta tal punto que para 1997 la totalidad de las tesis sustentadasde pos grado fueron sobre temas relacionados con labiotecnología, Al igual que para las tesis de pregrado, las tesisde posgrado se clasificaron por desarrollo básico y desarrolloingenieril, encontrándose en este caso mejores resultados quepara pregrado, sin que este comportamiento se acerque a loideal, ya que se observó que la mitad de las tesis fueron decorte básico y la otra mitad de corte ingenieril durante el últimoaño. Esta figura nos permite analizar, además, como algunostemas han perdido importancia a lo largo de los años, hastadesaparecer, como es el caso de la petroquímica y de lacarboquímica; de otro lado, áreas que han ido consolidándosey aumentando como polímeros; y finalmente el área de catálisisque está presente pero que no muestra una tendencia muy claray firme a lo largo del tiempo.

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Alto

Nota: durante 1994 no fueron sustentadas tesis en posgrado

Figura 6. Clasificación por tema de las tesis de posgrado, Departamento

de Ingeniería Química, Universidad, Nacional

Ill, EXIGENCIAS HACIA EL DESARROlLO ACADOOCO DE LA

BIOTECNOLOGÍA INDUSTRIAL

El compromiso de impulsar el desarrollo académico de labiotecnología industrial debe ser asimilado en el contexto delas líneas de profundización en Ingeniería Bioquímica en losdepartamentos de ingeniería química de las principalesuniversidades del país y particularmente en la UniversidadNacional, sin olvidar que para su éxito el primer requisito debeser que el planteamiento de esta línea se haga a nivelinterdisciplinario, particularmente en interacción con lasdiferentes áreas de las ciencias biológicas y económicas. Unmejor entendimiento de lo anterior puede lograrse al definirde una manera clásica la ingeniería bioquímica, mencionandola interpretación que hizo en 1968 en los Estados Unidos elcientífico A. Aiba (Quintero, 1990): "Ingeniería bioquímicaes la actividad que se ocupa del procesamiento económico demateriales de carácter u origen biológico con propósitos útiles.La función del ingeniero bioquímico es aplicar en la prácticalos conocimientos del microbiólogo y del químico. Para llevara cabo esta tarea, el ingeniero bioquímico debe tener no

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solamente bases s6lidas en los principios básicos de laingeniería, sino conocer las ciencias biológicas".

El objetivo esencial de esta línea de profundizaci6n será,entonces, formar un tipo de ingenieros químicos en Colombia,capaces de aplicar los conceptos de las ciencias básicas(matemáticas, química, biología, física, microbiología,etcétera) y de las ingenierías (procesos tecnol6gicos,fermentaciones, ingeniería de procesos, análisis yadministraci6n, fundamentos econ6micos, control deprocesos, etcétera) en los procesos con material biol6gico oen otros que conlleven a cambios bioquímicos, paratransformar la materia prima en productos elaborados. osemielaborados. Tomando en cuenta la definición básica delas funciones de un ingeniero químico y aplicando suconocimiento a los procesos biotecnol6gicos se puede afirmarque este ingeniero será capaz de:

• Diseñar, construir y montar plantas y equipos para procesosbiotecnol6gicos.

• Implementar tecnologías de primera línea en biotecnologíaindustrial, incluyendo el control de manejo de loscomponentes industriales como fermentadores, reactorespara formulaci6n, autoclaves, hornos, cabina de manejoestéril de los cultivos, materia prima y otros implementos.

• Analizar los costos de producci6n y el riesgo econ6mico.

• Manejar tecnol6gica y econ6micamente las negociacionesa nivel nacional e internacional para la adquisici6n detecnología o parte de ella, incluyendo el análisis de lafactibilidad econ6mica.

• Manipular y desarrollar la tecnología en el procesamientofinal de los productos en actividades de concentraci6n,separaci6n, purificaci6n y conservación.

• Diseñar y dirigir adecuadamente los procesosbiotecnol6gicos de producci6n industrial que seanecol6gicamente seguros.

• Utilizar sus conocimientos en biotecnología fundamentaly aplicada, teniendo en cuenta los conceptos esencialesde la bioética.

Entendiendo que el enfoque de la ingeniería bioquímicano debe limitarse a los aspectos tecnol6gicos, el ingenieroquímico con esta línea de profundizaci6n debe manejar,apropiadamente, los conceptos de gesti6n tecnol6gica, ya queen los procesos biotecnol6gicos cada día es más evidente suimportancia (Cabra y Sánchez, 1997). Se entiende por gesti6ntecnol6gica el conjunto de decisiones tales como la creaci6n,

adquisici6n, perfeccionamiento, asimilaci6n y comercializa-ci6n de la tecnología requerida. En este contexto, unespecialista que maneje adecuadamente la gesti6n tecnol6gicaes el eje que debe combinar los factores de producci6n, detal manera que genere artículos que compitan en los mercadosnacionales e internacionales en forma eficiente, permanentey minimizando riesgos.

Debido a lo anterior, la línea de profundizaci6n eningeniería bioquímica deberá asumir adecuadamente losdiferentes t6picos de la gesti6n aplicados a la biotecnología,para lo cual es necesario tener en cuenta ciertasparticularidades de su desarrollo en nuestro país (Colciencias,1993; Colciencias, 1995a):

1.El costo de establecer y operar empresas en biotecnologíageneralmente es alto, especialmente cuando se involucranen sus actividades pruebas de seguridad o toxicidad, comoocurre con frecuencia. En consecuencia, el futuro de labiotecnología depende de que sus actividades se realicenen un marco comercial y de alta competitividad.

2.La biotecnología es uno de los sectores más nuevos de laeconomía y constituye un sector de innovaci6n porexcelencia: la innovaci6n es entonces todavía el grueso delnegocio biotecnol6gico. Aun en el caso de la adquisici6nexterna de una licencia de biotecnología para iniciar unnegocio, se requieren innovaciones de adaptaci6n delproceso o del producto licenciado a las materias primas ylas condiciones locales.

3.Entre las características del sector biotecnol6gico latecnología del proceso desempeña el papel predominante,mientras que en otros numerosos sectores, incluso de lamisma ingeniería química, ese papel le corresponde a latecnología del producto.

4.La mayoría de procesos de la biotecnología se establecenen competencia con tecnologías preexistentes, un hechoque define sus perspectivas de éxito.

5.La variedad de los productos biotecnol6gicos se refleja enla diversidad de sus mercados, cada uno de los cualespresenta problemas característicos para la comercializaci6nde sus respectivos productos.

Además, esta profundizaci6n debe conceptualizartendencias propias del proceso de industrializaci6n enbiotecnología, entre las cuales se destaca la siguiente: latecnología actualmente disponible en el mercado es solamenteuna pequeña parte de lo que ya es técnicamente posible.Incluso son una pequeña fracción de todas las posibilidadesque podrían ofrecerse en los próximos diez años.

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BmuOGRAFfAFinalmente, las escuelas de ingeniería química que se

involucren en el desarrollo de la biotecnología industrialdeberán entender su compromiso real con la industria, buscandomecanismos efectivos de su vinculación con ésta.Lastimosamente en la relación universidad - sector productivoen biotecnología se detecta un distanciamiento, contra el cualse deberán plantear estrategias claras y definidas de negociaciónentre ambas partes que permitan la realización de proyectosde largo alcance, canalizando para la universidad importantesfuentes de fmanciación.

CoNCLUSIONES

• La aplicación de la biotecnología teórica en procesos deproducción industrial debe ser impulsada activamente. Paraello, es necesario contar con profesionales idóneos, capaces deaplicar los conceptos básicos de ingeniería tecnológica yadministrativa en el escalamiento industrial de sistemasmicrobiológicos y de reacciones bioquúnicas.

• En las universidades del país actualmente noexisten programaso líneas de profundización adecuados, dedicados a fonnarprofesionales con el perfil requerido para asumir laresponsabilidad del desarrollo de la biotecnología industrial.

• Existe la necesidad imperiosa de reforzar los programas deingeniería quúnica, particularmente en laUniversidadNacional,para abastecer la demanda de ingenieros dirigidos al desarrollode la biotecnología en los procesos de producción, lo cual debeser estructurado en el marco de la profundización de laingeniería bioquímica en los diferentes niveles de pre ypostgrado.

• El énfasis de esta línea de profundización deberá serfundamentalmente en aspectos de ingeniería, sin distraer suatención en la investigación de carácter básico. En el enfoqueingenieril, además de los tópicos tecnológicos, deberá dárseleimportancia al desarrollo de los conceptos administrativos yde gestión tecnológica, involucrados en el desarrollo de labiotecnología industrial contemporánea.

AGRADECIMIENTOS:

A los profesores de la línea de profundización en IngenieríaBioquímica, Luis Caicedo y Alberto Duarte, así como al directorcurricular de Ingeniería Química, Marcelo Riveros, por susimportantes aportes y sugerencias en la concreción de este artículo.

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