Rutherford Aris

Rutherford "Gus" Aris (15 de septiembre de 1929 - 2 de noviembre de 2005) fue un ingeniero químico , teórico de control , matemático aplicado y profesor regente emérito de ingeniería química en la Universidad de Minnesota (1958-2005).

Aris nació en Bournemouth, Inglaterra, hijo de Algernon Aris y Janet (Elford). Desde muy joven, Aris se interesó por la química. Su padre era dueño de una tienda de fotografía, donde experimentaba con sustancias químicas y reacciones. Asistió a St Martin's, un pequeño jardín de infancia local, y se trasladó a St Wulfran's, una escuela preparatoria local, ahora Queen Elizabeth's School . Allí estudió latín (una habilidad que utilizaría mucho más adelante en su vida) y lo animaron a seguir persiguiendo su interés por la química. Debido a sus logros, lo recomendaron al reverendo CB Canning, director de Canford School , una conocida escuela pública, cerca de Wimborne. Gracias a esta entrevista, le dieron una plaza en la casa recién creada que la escuela había proporcionado para los alumnos internos. Esto fue en 1943, cuando tenía 14 años. Su profesor de matemáticas, HE Piggott, tuvo una influencia particular en Aris debido a "la vivacidad, el entusiasmo y el cuidado que ponía en su enseñanza", que "no tenían paralelo en mi experiencia". ^[1] Piggot dedicó un tiempo considerable a artículos de matemática pura y aplicada, una experiencia que Aris describió como "extraordinaria". Aris dedicó su libro Programación dinámica discreta a Piggot 15 años después. ^[2]

Piggot ayudó a Aris a conseguir un trabajo en Imperial Chemical Industries (ICI) como técnico de laboratorio en el Departamento de Ingeniería Mecánica de los Laboratorios de Investigación, a la edad de 17 años. Mientras trabajaba en ICI, Aris asistió a la Universidad de Londres a tiempo parcial para trabajar para obtener su licenciatura en Ciencias. Aris describió esto como "una excelente manera de obtener un título, aunque tal vez no sea una manera tan buena de obtener una educación". ^[1] Después de 2 años, Aris intentó obtener la Licenciatura con honores. Se presentó a 12 exámenes que cubrían una amplia gama de temas matemáticos y obtuvo un título con honores de primera clase .

En 1948, el ICI lo envió a Edimburgo , Escocia, para estudiar durante dos años en el Instituto de Matemáticas de la Universidad de Edimburgo , presidido por Alexander Aitken . Aris, que fue aceptado para realizar estudios de posgrado pero no para un doctorado, realizó estudios de posgrado en la Universidad bajo la supervisión de John Cossar. Durante este descanso del ICI, Aris también se inscribió para un máster en la Universidad de Londres en el área de análisis matemático. Sin embargo, cuando se presentó a los exámenes, no logró obtener el título.

En 1950, Aris regresó a ICI y comenzó a trabajar para CH Bosanquet en Billingham , Inglaterra . Trabajar con Bosanquet le brindó a Aris la oportunidad de trabajar en una gran variedad de problemas, incluidos catálisis, transferencia de calor, depuración de gases y diseño de centrífugas.

Aris fue luego promovido a Oficial Técnico, donde comenzó a trabajar en cromatografía. Utilizó los resultados de un artículo sobre dispersión escrito por Geoffrey Taylor , ^[3] y amplió sus resultados, finalmente escribiendo un artículo en 1955 que aplicaba el método de momentos al enfoque de Taylor. Presentó el artículo a las Actas de la Royal Society , con la ayuda de Taylor (que era miembro de la Royal Society). Aris se comunicó con Taylor con respecto a la dispersión y la difusión. Mientras tanto, sin embargo, fue transferido a una división diferente, donde comenzó a trabajar en el diseño de reactores químicos. Frustrado con la transferencia y con la naturaleza patentada de su trabajo comercial, que hacía que el trabajo de publicación fuera muy difícil, decidió mudarse a una universidad, solicitando varios puestos de cátedra durante 1954 y 1955 sin éxito. Aris continuó trabajando en ICI, centrando gran parte de sus esfuerzos en el modelado matemático de reactores adiabáticos de lechos múltiples, un tema que fue el foco central de un estudiante de maestría en la Universidad de Minnesota . En 1955, Neal Amundson , de la Universidad de Minnesota, que se encontraba en Cambridge en un año sabático, visitó el Departamento de Investigación del ICI, donde trabajaba Aris. Amundson sugirió al ICI, durante su visita, que Aris fuera enviado a la Universidad de Minnesota en Minneapolis para estudiar durante un año. Varios meses después, Aris se reunió con Amundson en Cambridge y le contó sus planes de dejar el ICI para dedicarse a la academia, planes que no había revelado a sus superiores en el ICI. Amundson le ofreció a Aris una beca de investigación en la Universidad de Minnesota, que Aris aceptó. Después de notificar al ICI su intención de irse, se mudó a Minneapolis, Minnesota, a fines de 1955.

Aris comenzó a trabajar en el flujo laminar que reaccionaba químicamente, aplicando la función hipergeométrica de Kummer al problema y en el control de un reactor de tanque agitado con algunas propiedades inusuales. Ambos problemas requerían el uso de una computadora para realizar los cálculos, y Amundson le proporcionó a Aris un estudiante de posgrado en informática con quien trabajar. La beca de investigación de Aris se extendió por un segundo año, pero poco después, en octubre de 1956, Aris fue informado de una vacante de profesor en la Universidad de Edimburgo. Aprovechó la oportunidad y se fue inmediatamente a Edimburgo.

Aris fue miembro del cuerpo docente de la Universidad de Edimburgo durante dos años, entre 1956 y 1958. Durante su estancia en Edimburgo, Aris escribió artículos sobre su trabajo en la Universidad de Minnesota y en el ICI. El puesto de profesor le permitió adquirir experiencia dando clases a estudiantes. También asistió a las conferencias del catedrático de tecnología química de la Universidad de Edimburgo, Kenneth Denbigh , un conocido termodinámico y editor de la revista Chemical Engineering Science , e interactuó con él .

Aris regresó a Minneapolis en el verano de 1957 para continuar su trabajo sobre el problema del reactor de tanque agitado. En agosto se comprometió con Claire Holman y, cuando informó a Amundson, este le ofreció un puesto en la facultad de la Universidad. Aris aceptó el trabajo y comenzó a trabajar como profesor asistente en la Universidad de Minnesota en 1958.

Aris no había recibido formalmente un doctorado, pero se había registrado tres años antes en la Universidad de Londres, donde había obtenido su licenciatura y que ofrecía títulos de doctorado por correspondencia. Un título de doctorado podía obtenerse sin seguir un proceso de preparación estricto; el individuo necesitaba proponer un programa de investigación después de 3 años, seleccionar un comité de examinadores y presentar una disertación, y después de un examen oral y la aprobación del comité, se otorgaría el título. Amundson había sugerido a Aris que estudiara el método de programación dinámica de Richard Bellman ^[4] para su disertación. Amundson sirvió informalmente como asesor de Aris, y Aris completó su disertación sobre el tema en 1960.

Su tesis fue publicada por la Academic Press en una serie de la que Bellman fue editor, y Bellman tomó nota de la tesis. Aris y Amundson visitaron a Bellman en la Rand Corporation , donde Bellman estaba trabajando en modelos económicos. El método de programación dinámica se había desarrollado originalmente para la economía, pero Bellman se sintió atraído por las aplicaciones en ingeniería, y la reunión condujo a una colaboración conjunta y una publicación.

La investigación de Aris en la Universidad de Minnesota se centró en la optimización, la programación dinámica, la teoría de control, la difusión de Taylor y los motores de computación. Aris también impartió un curso de posgrado sobre mecánica de fluidos y, finalmente, escribió el libro Vectores, tensores y ecuaciones básicas de la mecánica de fluidos ^[5] en un esfuerzo por hacer más accesible a los estudiantes el enfoque de la mecánica racional de Truesdell, Coleman y otros.

Después de haber estado en el departamento durante seis años, Aris se tomó un año sabático en el Departamento de Ingeniería Química Shell de la Universidad de Cambridge durante el año académico 1964-1965, donde pudo interactuar con muchos ingenieros y matemáticos conocidos, como Geoffrey Taylor y John Littlewood . También dio conferencias en muchos lugares de Europa, incluidos Bruselas , Copenhague y Trondheim .

Aris se tomó un segundo año sabático después de 6 años, de nuevo a la Universidad de Cambridge , durante el año académico 1971-1972. Pasó su tiempo escribiendo una monografía sobre modelos matemáticos para catalizadores porosos, que no terminó hasta 1973. Durante su año sabático, recibió apoyo financiero en forma de una beca Guggenheim. Esto también le proporcionó a Aris la oportunidad de participar en la junta que supervisaba la formación y el desarrollo del Centro de Estudios No Lineales del Laboratorio Nacional de Los Álamos , lo que le permitió a Aris la oportunidad de viajar a Los Álamos durante los años 1970 y 1980.

En 1974, Neal Amundson, que había sido el jefe del departamento de ingeniería química de la Universidad de Minnesota durante casi 25 años, renunció a su cargo. Aris fue nombrado jefe interino del departamento, mientras que Amundson dejó Minnesota para irse a la Universidad de Houston. Aris ejerció como jefe del departamento durante 4 años y fue relevado del cargo en 1978. Coincidiendo con esto, recibió una oferta de la Universidad de Princeton para unirse a la facultad allí, así como la oferta de quedarse en la Universidad de Minnesota y trabajar medio tiempo en el departamento de ingeniería química y medio tiempo en el departamento de paleografía . Aris decidió quedarse en la Universidad de Minnesota.

Además de su interés por la ingeniería química, Aris también estaba interesado en las humanidades . En la Universidad de Minnesota, Aris pudo seguir su interés por la paleografía cuando se le concedió una cátedra en el Departamento de Estudios Clásicos , donde impartió clases y publicó libros y artículos de investigación. Aris publicó su libro Explicatio Formarum Literarum , o El despliegue de las formas de las letras , que cubría la historia de las letras escritas desde el siglo I hasta el siglo XV .

Aris tuvo otros años sabáticos a lo largo de sus 40 años de carrera. Gracias al programa Fairchild Distinguished Scholar del Instituto de Tecnología de California , Aris pudo pasar parte de 1977 y un año de 1980-1981 en Pasadena , California . Dedicó parte de su tiempo a la paleografía, utilizando la cercana Biblioteca Huntington . Además, gracias a una conexión personal en la Universidad de Leeds , Aris pudo pasar varias semanas allí como profesor Brotherton en 1985. Aris pasó su último año sabático, de 1993 a 1994, en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton.

Aris escribió muchos poemas y anécdotas , muchas de ellas relacionadas con sus dificultades con la enfermedad de Parkinson , de la que Aris finalmente murió. Aris murió el 2 de noviembre de 2005 en Edina , Minnesota .

A lo largo de su dilatada carrera académica, Aris fue profesor visitante en numerosas instituciones, entre ellas la Universidad de Cambridge , el Instituto Tecnológico de California y la Universidad de Princeton ; fue autor de 13 libros y más de 300 artículos de investigación en ingeniería química, y fue mentor de 48 estudiantes de doctorado y 20 de posgrado. Aris era muy conocido por sus investigaciones sobre modelado matemático, diseño de reactores químicos y procesos químicos y técnicas de destilación , así como por sus investigaciones paleográficas.

Después de haber sido jefe de departamento durante cuatro años, en 1978 fue nombrado profesor regente . Algunos de los premios y honores obtenidos por Aris incluyen una beca Guggenheim , la elección a la Academia Nacional de Ingeniería en 1975 y la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias en 1988. ^[6] Aris también fue miembro de la Sociedad Química Estadounidense , la Sociedad de Biología Matemática y la Sociedad de Escribas e Iluminadores , entre otras. Aris fue galardonado con el Premio Richard E. Bellman Control Heritage en 1992 por sus contribuciones al campo de la teoría del control . ^[7] Fue galardonado con el Premio Neal R. Amundson a la Excelencia en Ingeniería de Reacción Química por los Simposios Internacionales sobre Ingeniería de Reacción Química en 1998. ^[8]

En 2016, la junta directiva del ISCRE (Simposio Internacional sobre Ingeniería de Reacciones Químicas) estableció el Premio Rutherford Aris para Jóvenes Investigadores a la Excelencia en Ingeniería de Reacciones Químicas. Este premio honra a jóvenes investigadores menores de 40 años para reconocer contribuciones sobresalientes en investigación experimental y/o teórica sobre ingeniería de reacciones. ^[9]

1. Aris, Rutherford (1961). El diseño óptimo de reactores químicos: un estudio en programación dinámica . Academic Press.
2. Aris, Rutherford (1962). Vectores, tensores y ecuaciones básicas de la mecánica de fluidos . Prentice-Hall.
3. Aris, Rutherford (1964). Programación dinámica discreta: una introducción a la optimización de procesos por etapas . Blaisdell.
4. Aris, Rutherford (1978). Técnicas de modelado matemático . Pitman.
5. Aris, Rutherford (1989). Análisis de reactores químicos elementales (Serie Butterworth en ingeniería química) . Butterworth-Heinemann
6. Aris, Rutherford (1990). Explicatio Formarum Litterarum (El desarrollo de las formas de las letras desde el siglo I hasta el siglo XV) . Calligraphy Connection.
7. Aris, Rutherford (1999). Modelado matemático: la perspectiva de un ingeniero químico . Prensa académica.

1. Amundson, Neal R. (1980). Aris, Rutherford; Varma, A. (eds.). La comprensión matemática de los sistemas de ingeniería química: artículos seleccionados de Neal R. Amundson . Pergamon Press.