Modelado y simulación como herramientas estratégicas para la mejora de procesos industriales en ingeniería química

Resumen

DOI: https://doi.org/10.46296/rc.v9i17.0423

RESUMEN

El objetivo de este artículo es analizar el uso que se da al modelado y a la simulación como herramientas estratégicas para mejorar los procesos industriales que se llevan a cabo mediante la ingeniería química, a partir de una revisión bibliográfica con un enfoque descriptivo-analítico. Para ello, la metodología aplicada se fundamentó en un proceso sistemático de búsqueda, selección y análisis de la literatura científica previa, en base a los lineamientos de la declaración PRISMA que permitieron identificar tendencias, aplicaciones, ventajas e inconvenientes en el uso de las herramientas. Los resultados permiten observar que el modelado matemático junto con la simulación computacional facilita la representación de sistemas complejos, el poder predecir comportamientos en la operación y la optimización de procesos, sin tener que hacer intervenciones en situaciones y entornos reales, lo que reduce tanto costes como riesgos. Se observa también la importancia que tienen los diferentes tipos de simulación —simulación continua, discreta e híbrida— y su aplicación en la industria en función de sus propias características. Además, se destaca la integración de las herramientas de modelado y simulación con tecnologías emergentes procedentes de la Industria 4.0 como, por ejemplo, la inteligencia artificial o el análisis de datos que refuerzan la capacidad predictiva y la capacidad de adaptación de los modelos. No obstante, se advierten limitaciones sincronizadas con la cuestión matemática, la carencia de datos fiables y la exigencia de computación. En definitiva, el modelado y la simulación son fundamentos de la innovación, la sostenibilidad y la competitividad de la ingeniería química actual.

Palabras claves: modelado, simulación, ingeniería química, optimización de procesos, Industria 4.0.

ABSTRACT

The objective of this article is to analyze the use of modeling and simulation as strategic tools for improving industrial processes carried out through chemical engineering, based on a literature review with a descriptive-analytical approach. The methodology applied was based on a systematic process of searching, selecting, and analyzing existing scientific literature, following the PRISMA guidelines, which allowed for the identification of trends, applications, advantages, and disadvantages in the use of these tools. The results show that mathematical modeling, together with computational simulation, facilitates the representation of complex systems, the prediction of operational behavior, and the optimization of processes without requiring intervention in real-world situations and environments, thus reducing both costs and risks. The importance of different types of simulation—continuous, discrete, and hybrid—and their application in industry based on their specific characteristics is also highlighted. Furthermore, the integration of modeling and simulation tools with emerging technologies from Industry 4.0, such as artificial intelligence and data analytics, is highlighted, as these strengthen the predictive and adaptive capabilities of the models. However, limitations related to mathematical complexity, the lack of reliable data, and computational demands are noted. Ultimately, modeling and simulation are fundamental to innovation, sustainability, and competitiveness in modern chemical engineering.

Keywords: modeling, simulation, chemical engineering, process optimization, Industry 4.0.

Información del manuscrito:
Fecha de recepción: 14 de octubre de 2025.
Fecha de aceptación: 18 de diciembre de 2025.
Fecha de publicación: 12 de enero de 2026.