Los cultivos de células en biorreactores permiten la producción de compuestos de alto valor agregado (medicinales, cosméticos o nutracéuticos), en condiciones controladas e independientes de los problemas asociados con el uso de la tierra o el cambio climático. Los fenómenos de agitación y aireación son necesarios para distribuir nutrientes y oxígeno en un medio de cultivo, pero también pueden generar estrés hidrodinámico con diferentes efectos sobre el crecimiento celular, la viabilidad o la misma producción de metabolitos secundarios. Este proyecto busca modelar la agitación y la aireación de cultivos de células vegetales en biorreactores utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD). Se construirá un modelo matemático y se solucionará mediante CFD - ANSYS, buscando entender mejor estos procesos y ajustando parámetros de operación que puedan manipular el estrés y mejorar la viabilidad celular. Para lograr esto, se cultivarán células de Alibertia patinoi (borojó) en biorreactores (matraces agitados y tanque agitado 3 L). Luego estos cultivos se caracterizarán reológicamente usando un reómetro Brookfield Ultra 3, para desarrollar un modelo matemático que integre el comportamiento reológico del sistema biológico al modelo general de agitación y aireación de biorreactores resuelto con ANSYS. Finalmente, se simularán diferentes condiciones de cultivo en biorreactor de tanque agitado (variando la velocidad de agitación y el flujo de aireación) con el fin de generar mapas operacionales de energía de disipación y coeficientes de transferencia de oxígeno (kLa) que permitan predecir la viabilidad celular o condiciones de estrés subletal útiles para la producción de metabolitos. Las actividades experimentales y el análisis de ingeniería bioquímica se realizarán en colaboración con el Grupo de Investigación en Biotecnología Industrial, y el modelado matemático con el apoyo del Grupo de Computación Científica, ambos de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Colombia. Se espera que al finalizar este proyecto, se cuente con un modelo matemático solucionado en CFD que ayude a comprender mejor los procesos de agitación y aireación de los cultivos celulares vegetales, permitiendo predecir condiciones adecuadas para el crecimiento y la producción de los compuestos de interés. Este modelo será el primero en su tipo que se construya para células vegetales en biorreactores y podrá extrapolarse a otras especies de plantas.