Sistema Modular en Python para Modelado Cinético de Biodiesel: Alternativa de Código Abierto a Software Comercial

Resumen

El software comercial para simulación de procesos químicos como ASPEN Plus representa costos que oscilan entre quince mil y cincuenta mil dólares estadounidenses anuales por licencia, lo cual limita significativamente el acceso a estas herramientas para instituciones educativas y laboratorios de investigación con recursos limitados. Este trabajo presenta un sistema modular completo desarrollado en Python de código abierto para el modelado cinético de producción de biodiesel mediante transesterificación de aceite de  cocina usado. El sistema integra el procesamiento de datos experimentales obtenidos mediante cromatografía de gases con detector de ionización de llama, el ajuste de parámetros cinéticos mediante algoritmos de regresión no lineal, la optimización de condiciones operacionales y la implementación de criterios de escalado desde reactores de laboratorio de trescientos cincuenta mililitros hasta escala piloto de veinte litros. Se desarrolló además una metodología estructurada en trece prácticas progresivas que abarcan desde conceptos fundamentales de Python hasta técnicas avanzadas de dinámica de fluidos computacional, diseñada para personas sin conocimientos previos de programación. La validación del modelo mediante comparación con datos experimentales reportados en la literatura científica muestra desviaciones inferiores al cinco por ciento en los parámetros cinéticos determinados. Un análisis exhaustivo de sensibilidad realizado mediante diseño de experimentos identifica la temperatura como el parámetro que ejerce mayor influencia sobre la conversión, seguido por la relación molar metanol a triglicérido. El sistema permite la configuración completa de todos los parámetros mediante archivos en formato JSON, facilitando la adaptación del modelo a diferentes materias primas, catalizadores y geometrías de reactor sin necesidad de modificar el código fuente. Se incluye documentación detallada del proceso de instalación y configuración en sistemas operativos Windows. Este trabajo demuestra que las herramientas de código abierto pueden constituir una alternativa técnicamente viable, completamente transparente y económicamente accesible frente al software comercial propietario, democratizando el acceso a tecnologías de modelado matemático para la comunidad científica internacional.