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Introducción
No pocos especialistas que trabajan en entidades biofarmacéuticas y biotecnológicas cubanas, tanto en investigación y desarrollo como en gestión y realización de las novedosas producciones comerciales, son ingenieros químicos (ing. quím.); así se constata en el Polo Científico de La Habana, algunos directivos y líderes en estas también lo son y un ejemplo es el actual Director del Centro de Inmunología Molecular (CIM), E. Ojito, graduado en la década de 1990 y además es hijo de un destacado profesor de Ingeniería Bioquímica en Cuba (Instituto de Farmacia y Alimentos o IFAL-UH, Ciudad Universitaria José A. Echeverría o CUJAE) y en Etiopía, lamentablemente ya fallecido. Casi al mismo tiempo que emergía la Biotecnología moderna en un reducido grupo de naciones de mayor desarrollo tecnológico, por los años 70 y 80 del pasado siglo, Cuba también apostó por incursionar en ese promisorio sector y estableció un modelo propio de ciencia e innovación con resultados reconocidos en el mundo.
Aparte de la obtención temprana de Interferones, el primer gran éxito de la naciente biotecnología cubana, fue la vacuna Antimeningocóccica BC, primera de su tipo a nivel mundial y que en Cuba detuvo una epidemia de esta enfermedad (meningitis tipo B) en la década de 1980. 1,2
Las ciencias e industrias biotecnológica y biofarmacéutica, cuyos centros de investigación-producción se expandieron por todo el país (en Villa Clara, Sancti Spíritus, Camagüey, Mayabeque entre otras) y en algunas universidades, han tenido avances sostenidos desde 1985 con logros genuinamente cubanos para la salud y de elevados impactos nacionales e internacionales; eso ha incluido transferencia tecnológica y empresas mixtas en Irán, China, España. También hay logros significativos en otros ámbitos socio-económicos del país: vacuna contra la garrapata, biotecnología de las plantas, biofertilizantes, bioplaguicidas, clones de vegetales, vitro-plantas para mejorar cultivos y otros.
Pero mucho antes de las novedosas biotecnologías e ingeniería genética (técnicas bioquímico-microbiológicas, al fin) ya existían procesos-productos de la bioingeniería que pudieran identificarse como “biotecnologías tradicionales” y también en Cuba: vinos y jugos fermentados, cervezas, quesos, vegetales encurtidos, levaduras, leches fermentadas, antibióticos, alcohol y bebidas alcohólicas, tratamiento biológico de residuales. Además de especialistas semi-empíricos (maestros queseros, cerveceros, roneros) y otros, a esos procesos-productos biotecnológicos los ingenieros químicos se han vinculado en alguna medida. Sin embargo, los métodos usuales de que disponía el Ingeniero Químico no le permitían convertir los nuevos procesos biológicos del laboratorio a la escala de producción industrial; así se considera también la industria sintética de productos alimenticios o complementos dietéticos por vía fermentativa, para lo cual se requerían ingenieros con preparación en Bioquímica y Microbiología. 3,4
Mas contemporáneo, Romero (5 resaltó lo importante y característico de la carrera con una panorámica de cómo la Ingeniería Química (I. Q.) extendida a especialidades afines, como Ingeniería Aeroespacial, Ingeniería Nuclear, Bioingeniería/Ingeniería Biomédica, Ingeniería Cerámica, contribuyó a los enormes avances científico-tecnológicos del siglo XX.
Los ingenieros químicos cubanos de las últimas décadas, que pudieran calificarse de ¿nuevo tipo?, están aptos también para ese sector socio-económico ya preponderante del país: las biotecnologías. Precisamente Fernández-Polanco 6 se refirió al calificativo “nuevo”, afirmando: En 1992 la Universidad de Valladolid fue la primera en implantar en España los entonces “nuevos” estudios de Ingeniería Química. Pero antes, en la década de los 80, en las universidades cubanas ocurrió una transformación similar como se expondrá más adelante sin ese apelativo. Entonces, convendría preguntarse ¿cuándo, cómo y dónde comenzó, en Cuba, la formación de personal de las Ciencias Técnicas específicamente para esa industria bioquímica ya existente y para el posible desarrollo de nuevas biotecnologías?. Respondiendo esas interrogantes el objetivo del trabajo es describir la Ingeniería Bioquímica, así como el surgimiento y desarrollo de sus estudios universitarios, como un antecedente precursor de la actual Biotecnología en Cuba.
Métodos utilizados
Para la ejecución del estudio se realizó una revisión bibliográfica, incluyendo algunos libros de texto y otros documentos relacionados con el tema, mayoritariamente del pasado siglo. No obstante, además de las propias vivencias del autor, la fuente y fundamentación principal ha sido el invaluable aporte mediante entrevista personal de algunos especialistas y profesores directamente vinculados o que fueron testigos de los inicios, el desarrollo y la transformación de la Ingeniería Bioquímica en Cuba.
Resultados y su discusión
La Ingeniería Química de las primeras décadas del siglo XX, como se desarrolló principalmente en Norteamérica, estaba enfocada principalmente a la industria petrolera y otras de la química clásica (Minero-metalúrgica, Jabonería-Perfumería, Gases industriales). Estructuralmente partía ya de las generalizadoras “Operaciones Unitarias”, sustentándose en los Fenómenos de Transporte (de fluidos, calor y masa), Balances de masa y energía, Termodinámica y, por supuesto, las Químicas, Físicas y Matemáticas; sin embargo, nada relacionado con fenómenos bioquímico-microbiológicos (Saccharomyces cerevisiae). En relación con las Ciencias Básicas para la carrera, se resalta (5 la imposibilidad de hablar de Ingeniería Química sin “…las matemáticas como soporte fundamental de desarrollo y resolución de problemas…” técnicos. Algunos textos “clásicos” de autores estadounidenses han sido famosos y muy utilizados en la carrera, como: el Hougen, Watson y Ragatz (Balances de materiales y energía), el Bennett y Myers (Fluidos), el Kern (Calor), el Treybal (Masa), el Glasstone (Termodinámica), el Levenspiel (Reactores Químicos), el Perry (Manual del Ingeniería Química), el Peters (Diseño de Plantas).
En Cuba, la más que bicentenaria Universidad de La Habana (UH) no formaba ingenieros químicos ni industriales hasta 1960 y, aparte del Licenciado Químico, para esa esfera técnico-productiva lo que se formaba era el “Perito Químico Azucarero” (P.Q.A) de la Escuela de Agronomía, radicada en la Quinta de Los Molinos (antigua vivienda del Generalísimo Máximo Gómez). La carrera se creó primero en la Universidad de Oriente, Santiago de Cuba en 1947 como Ingeniería Química Industrial, poco después ya Ingeniería Química, 7 a continuación, en la década de 1950, igualmente la Universidad Central de Las Villas “Marta Abreu” en Santa Clara la incluyó entre sus Planes de Estudio. En La Habana también por esos años hubo unos inicios de la Ingeniería Química, pero no en la “pública” Universidad de La Habana, sino en la particular y exclusiva Universidad Católica de Villanueva radicada en el antiguo reparto Biltmore (actualmente “Flores”), cerca de Playa Marianao; en ese Centro estudió el destacado y eminente profesor de Diseño de Plantas e Ingeniería de Procesos, de la CUJAE y del país, Enrique Brizuela.
Poco después del comienzo de la Revolución cubana (1959) y ya puesta en marcha la esperada Reforma Universitaria, se decidió crear en la UH la nueva Facultad de Tecnología en la antigua Escuela de Ingeniería y Arquitectura (edificio radicado en “la Colina”, entre el Hospital Calixto García y el Estadio Universitario). El primer Decano de esa Facultad fue el eminente profesor de Ing. Hidráulica Diosdado Pérez Franco, años después “Dr. Honoris Causa” y Profesor “Emérito” del Instituto Superior Politécnico José A. Echeverría (ISPJAE); se ampliaba el “surtido” de ofertas de carreras de ingeniería. Así en 1960, con la experiencia de las otras dos universidades nacionales, y a partir del mencionado Perito Q.A., la UH estructuró su Plan de Ingeniería Química; el primer director de la nueva escuela fue el destacado especialista Ing. Carlos de Armas, años después Dr. C. del ICIDCA. La carrera se inició en la propia Quinta de Los Molinos con un reducido grupo de estudiantes que egresaron en 1966, como los primeros ingenieros químicos de la nueva Facultad de la UH. En ese diseño curricular habanero hubo también otra singularidad o novedad, al inaugurarse, con ese mismo grupo, un plan de especialización para las producciones fermentativas y alimentarias.8,9. De esta se realizó, asimismo, una prueba temporal de extensión territorial en la Universidad Central de Las Villas “Marta Abreu”.
Ingeniería Bioquímica e Ingeniería Alimentaria
En el actual Instituto Cubano de Investigaciones y Desarrollo de la Caña de Azúcar (ICIDCA), desde antes de aquellos inicios académicos de la carrera “habanera”, se habían comenzado experiencias científico-técnicas para diversificar y utilizar más la melaza azucarera y también sobre microbiología aplicada para obtener por fermentación el cultivo ´madre´ requerido para producir “levadura panadera” que, aún en esa época, se importaba desde Estados Unidos, En la planta de San Antonio de Los Baños sólo se producía la Sacharomices cereviciae, con tecnología igualmente de EE.UU. Entonces se investigaba también allí la producción de levadura forrajera Torula,8,9 mediante la ya formalizada bioingeniería.
El panorama científico-técnico internacional relacionado con la temática, en años previos a 1960, se puede caracterizar brevemente como:
1) Marcada tendencia al desarrollo de la Microbiología Industrial, aplicada principalmente en lo alimentario 10,11,12,13,14,15,16,17
2) Cierta tendencia ya en desarrollar y aplicar procesos fermentativos, para productos bioquímicos, vitaminas, cultivos microbianos, enzimas y otros 11-17,18,19 20,21).
Eso fundamentó la creación del plan de preparación optativo de ingenieros bioquímicos, con tres asignaturas adicionales y una sustituida dentro de la Ingeniería Química:
A) Cuarto año (básicas específicas): Bioquímica; Microbiología.
B) Quinto año (ejercicio profesional): Operaciones de Ingeniería. Bioquímica; Ingeniería de las Reacciones Fermentativas (en lugar de Ingeniería de las Reacciones. Químicas).
El líder, Santamarina 4,22, resaltó el hecho de que ese plan lo haya “…emprendido la Escuela de Ingeniería Química de la Universidad de La Habana.”. Para comenzar, en Bioquímica (general) se utilizó el mismo texto empleado en las carreras de Medicina y Biología, el Carlson; los demás que se fueron usando, tanto al inicio como después de 1967, se listan en la tabla 1.
Desde 1964, con ese mismo primer grupo, “…ya se comenzaron prácticas de laboratorio con técnicos docentes propios, pero en instalaciones de otras áreas de la UH (p. ej. Farmacia-Bioquímica) y en la nacionalizada Universidad de Villanueva.” 8,9 Asimismo, se lograron, prácticas pre-profesionales o “laborales” por unas tres a cuatro semanas, en empresas de cárnicos, lácteos, vinos-vinagre, cervezas, mataderos entre otras del Ministerio de la Industria Alimentaria.
A partir de 1965 la Facultad de Tecnología pasó definitivamente a la Ciudad Universitaria José A. Echeverría (CUJAE), montándose allí los laboratorios de cada escuela. En la de Ingeniería Química se contó con el llamado “Plan Stándhal” y donaciones UNESCO, 8 con materiales docentes (de estudio) instrumentos (potenciómetros, reómetros,) y diversos equipos y accesorios para plantas piloto; el dpto. docente de Ing. Bioquímica se estableció en el piso 3 y contó también con otras donaciones nacionales de equipos piloto: del ICIDCA (un intercambiador de calor a placas y un evaporador en película agitada); de la Estación Experimental matancera “Indio Hatuey”-UH (un liofilizador).
Junto a lo académico, se propició el trabajo científico-técnico considerando la receptividad de la industria y sus proyecciones perspectivas ejemplificadas en un artículo sobre liofilización de alimentos.23 Ya en 1969 se formó un grupo científico sobre conservación de alimentos: tratamiento térmico (por calor o frío), ósmosis inversa-ultrafiltración, aditivos-confitado, concentración por congelación y, claro, liofilización. Entonces, esa técnica ya se aplicaba para tejidos humanos y derivados de la sangre,. (24 pero ahora, en la biotecnología, resulta imprescindible. De ese grupo surgieron científicos con logros reconocidos: en el Centro Nacional. de Investigaciones Científicas (CENIC) (T. Moreira, Ma. C. Santana, L. Cabrera); en el Instituto de Investigaciones de la Industria Alimentaria (IIIA) (E. Real del Sol, Ma. del C. Cabrera, J. LL. Querejeta); en la CUJAE y UH (J. A. Díaz, L. Cruz, A. Hernández).
En 1971 la 1ra Reunión Nacional de Alimentación (RENAL I) para el desarrollo perspectivo, dio recomendaciones sobre líneas de trabajo científico-técnico y posibilidades de crear carreras específicas en las Escuelas de Ingeniería. Química y de Farmacia-Bioquímica de la UH. La comisión para Ingeniería. de Alimentos fue liderada por Díaz y Pérez (de la CUJAE), con Presa (por el CNIC) y Veliz y Franco Betancourt (por el MINAL); como resultante de carrera, se decidió completar la especialización de la Ingeniería Química con otras asignaturas: Nutrición, Análisis y química de alimentos, Control de calidad, Operaciones de Ingeniería. de Alimentos, Refrigeración, Conservación y Procesamiento de Alimentos, Sanidad e higiene de plantas. 25,26). En la RENAL II (1973) el nuevo Plan de Estudios se aprobó y comenzaría en el curso 1973-74; asimismo se presentó ahí un plan de postgrado para el Estudio en Procesamiento de Alimentos, base para la futura Maestría en Ingeniería Alimentaria. La especialización Ingeniería Bioquímica, como tal, duró hasta 1976. Entonces, surge el Ministerio de Educación Superior (MES), se constituye el Instituto Superior Politécnico José A. Echeverría (ISPJAE) y la escuela pasa a ser Facultad de Procesos Químicos y Alimentarios; así la carrera se formalizó como especialidad de la enseñanza superior titulada “Tecnología de las Producciones Alimentarias”. 26 Por otra parte y consideración (muy cubana) se creó la especialidad Tecnología de las Producciones Azucareras, deslindada de la Ingeniería Química en una nueva facultad.
En lo académico, para 1981-82 el Ministerio de Educación Superior indicó un perfeccionamiento de planes y programas basado en la experiencia acumulada, más la de otros países socialistas, propugnando perfiles más amplios. Con la asesoría directa de un profesor soviético, el resultado fue una reorientación de la especialidad, quedando definida como “Tecnología de las Producciones Bioquímicas y Alimentaria”. Este ingeniero tecnólogo podía trabajar, además en plantas de productos farmacéuticos, fermentados y otros relacionados con la Bioingeniería. 26 Las novedades fueron: Introducción a la Especialidad (primer año); Proyectos técnicos o experimentales y Prácticas de producción (todos los años); Introducción a la Computación (segundo año); Estadística” (tercer año); Equipamiento tecnológico de tipo mecánico, Tecnología I y II, Tratamiento de Agua y Residuales, Economía de Empresas Industriales (cuarto y quinto años). Se adelantó a tercer año la Bioquímica, se actualizó como técnica la Microbiología y se produjeron textos autóctonos (tabla 2).
En las décadas de 1970 y 1980 Cuba tuvo grandes inversiones, desarrollando nuevas capacidades industriales que incluyeron la alimentaria (el gran Complejo Lácteo Habana, combinados por todo el país, nuevas cerveceras, la Ronera y Licorera Santa Cruz del Norte), la bioquímico-fermentativa (varias plantas de levadura Torula y otros productos ) y la farmacéutica (combinado “8 de Marzo” en la Monumental, plantas de PPG y otros derivados de ceras). El trabajo científico se intensificó y consolidó; en la CUJAE los grupos de residuales, lácteos, frutas, cárnicos se destacaron con resultados significativos en publicaciones y soluciones prácticas a problemas industriales.
La “nueva” Ingeniería Química única e integral
En lo académico, según la estrategia del MES sobre perfiles de formación amplia, en 1987 se decidió unificar las carreras o especialidades anteriores en una nueva Ingeniería Química integral; se logró que la Comisión Nacional de Carrera aprobara, en un perfil amplio, la aplicación de los adelantos del último Plan de Estudios de Ingeniería Bioquímica y Alimentaria de la CUJAE. Así se incluyeron asignaturas o temas que nunca se habían impartido en la Ingeniería Química tradicional: Bioquímica, Microbiología, Calidad, Ingeniería de las Fermentaciones (además de la Ingeniería de las Reacciones Químicas), Tratamiento de Agua y Aguas Residuales, heredando a la Ingeniería Bioquímica de 1960. Ese perfeccionamiento revolucionario respondía en general, además de a las industrias química y azucarera tradicionales, también a las bioquímicas conocidas (alimentarias, farmacéuticas) y hasta a las emergentes biotecnologías y del medio ambiente; los egresados disponían ya de la formación básico-específica y de especialidad que le faltaba al ingeniero químico de los años 40 y 50, como resaltó entonces Santamarina. 4
Ese proceso cubano tuvo un enfoque y basamento similar al ocurrido más tarde en España (1992). 6 Coincidía también con lo publicado después sobre posibilidades “…profesionales del ingeniero químico,… trabajando en industrias de: petroquímica, pulpa y papel, farmacéuticos (medicamentos), microelectrónica, alimentos,… biotecnología y seguridad-salud ambiental, entre otras.” 5 Volviendo a lo académico cubano y su perfeccionamiento periódico, en el de 1990 se mantuvo la estructura integral químico-bioquímica ya lograda, pero implicó aún mayor “revolución” metodológica al introducirse una Disciplina Integradora (la Ingeniería de Procesos) constituida por nueve asignaturas de primero a quinto año; esta incluyó la Introducción a la carrera (en primer año), lo relativo a calidad y economía empresarial, las prácticas de producción y los proyectos-trabajos técnicos (cada año e incluyendo también instalaciones del Polo Científico Biotecnológico-farmacéutico), hasta el Trabajo de Diploma. Se fortaleció asimismo la enseñanza postgraduada con las maestrías que, en la CUJAE, son en: Ingeniería Ambiental, Ingeniería Alimentaria (con colaboración estrecha del IIIA), Corrosión (Ciencia de los materiales), Análisis y Control de Procesos e Ingeniería de los Procesos Biotecnológicos (de conjunto con personal e instalaciones del Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología o CIGB).
En la CUJAE de los años 90, además de los Grupos de Investigación en Alimentos, en Tratamiento de Residuales y en Corrosión, que se consolidaron y diversificaron, el espectro se fortaleció con otros grupos de investigación en: Azúcar, Ingeniería de Procesos y Biotecnología (nuevo); se creó, además, un Centro de Estudios en Ingeniería de Procesos (CIPRO). En el país, es notable actualmente el desarrollo de la biotecnología y se conoce que, en este casi ´perdido´ 2020. La industria biofarmacéutica cubana ha sido clave en la estrategia para el enfrentamiento a la pandemia; 1 ha impactado el hecho de que Cuba es el primer país de América Latina y el Caribe en disponer de un candidato vacunal contra la COVID-19 en fase de ensayos clínicos en humanos. 2 Además de esa vacuna, Soberana 1, la Organización Mundial de la Salud (OMS) ya incluyó al segundo candidato vacunal cubano Soberana 2 en su sitio oficial de proyectos en fase de ensayos, el grupo empresarial BioCubaFarma señaló que Soberana 1 y, ahora, Soberana 2 forman parte de los 47 registrados contra el SARS-COV-2, a nivel mundial por la OMS. 27
Los egresados de la “nueva” Ingeniería Química finisecular y de estos primeros años del siglo XXI (ingeniería químico-bioquímica, en fin), son en esencia quienes completan el escalado técnico-productivo de esas novedades biotecnológicas y biofarmacéuticas, garantizando-controlando su producción comercial o masiva.
Conclusiones
En los años 1940-50 la Bioingeniería ya se aplicaba formalmente en investigaciones científico-técnicas en el mundo; en la Cuba de 1959-60 destacaba con fermentaciones para obtener levaduras y cultivos “madre”.
En relación con nuevos procesos biológicos, la Ingeniería Química no incluía nada de formación para su diseño tecnológico y escalado al nivel industrial de producción. Lo anterior se solucionó desde 1963-64 por la Universidad de La Habana con una especialización optativa de esa carrera: la Ingeniería Bioquímica.
La especialización se desarrolló a la carrera completa: primero en Ingeniería de Alimentos o Tecnología de Producciones Alimentarias (1973 a 1981) y después, más enfocada a bioingeniería, en Tecnología de Producciones Bioquímicas y Alimentarias (1982 a 1987).
En 1987, gestionando un perfil más amplio y general, la unificación de las carreras anteriores dio lugar a una nueva “Ingeniería Química integral” que incluyó en su plan los adelantos de la anterior Tecnología Bioquímica y Alimentaria.
El perfeccionamiento de 1990 implicó mayor “revolución” metodológica, con la nueva Disciplina Integradora “Ingeniería de Procesos”, manteniendo la integralidad químico-bioquímica heredada de la Ingeniería Bioquímica de los años 60.
La Ingeniería Química actual responde también a la industria biotecnológica y asimismo se fortaleció el postgrado, creándose o consolidándose en la CUJAE las maestrías en: Ingeniería Ambiental, Ingeniería Alimentaria e Ingeniería de Procesos Biotecnológicos.
Agradecimientos
Muy especiales al colega Ing. Luis E. Guerra Díaz, experto en fermentaciones y docente fundador de la especialización en Ing. Bioquímica, Profesor Asistente (a tiempo parcial) de la Universidad Tecnológica de La Habana (CUJAE); otro tanto al investigador jubilado del MINAL, Ing. Ramiro Jiménez, integrante del primer Grupo de I. Q. e Ing. Bioquímica. También a los colegas: Dr. Ing. Reynaldo Delgado (2da graduación de I. Q.-I. Bioq., 1967; ex investigador del IIIA-MINAL); Dr. Ing. Olga Sánchez (3ra graduación de I. Q.-I. Bioq., 1968; Profesor Titular Consultante de la CUJAE); Dr. Ing. Carlos Menéndez (4ta graduación de I. Q.-I. Bioq., 1969; Prof. Titular Consultante de la CUJAE).
