Kinetic Drive

Kinetic Drive es un simulador educativo que permite explorar el comportamiento dinámico de microorganismos (bacterias y levaduras) en biorreactores bajo tres modos de operación: batch, fed-batch y continuo (quimiostato).

Está diseñado para estudiantes de bioingeniería, biotecnología y ciencias afines que quieren desarrollar intuición sobre los parámetros cinéticos antes de realizar experimentos en el laboratorio.

El usuario ajusta los parámetros cinéticos y condiciones de operación mediante controles interactivos. Kinetic Drive muestra en tiempo real:

• Curvas de biomasa (X), sustrato (S) y producto (P) vs. tiempo
• Tasa de crecimiento específica µ(t) durante la simulación
• Productividad volumétrica y rendimientos (Y_x/s, Y_p/s)
• Efecto inmediato al modificar cualquier parámetro

Comprender qué pasa cuando µmax se duplica, cuando Ks cambia un orden de magnitud, o cuando la tasa de dilución supera la tasa máxima de crecimiento, es fundamental para cualquier bioingeniería de procesos.

Los simuladores interactivos reducen la brecha entre la teoría matemática y la práctica experimental: permiten explorar el espacio de parámetros sin el costo de experimentos físicos, acelerando significativamente el aprendizaje y el diseño de procesos.

Kinetic Drive implementa el modelo de Monod: µ = µmax · S / (Ks + S), acoplado a los balances de masa para biomasa, sustrato y producto en cada configuración de reactor.

El sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias (ODEs) se resuelve numéricamente con el método de Runge-Kutta de 4to orden (RK4), que ofrece una excelente relación entre precisión y velocidad de cómputo. La simulación completa ocurre en el navegador, con respuesta visual instantánea al mover los controles.