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Domingo , 19.08.2018 / 17:02 Hoy

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Termodinámica molecular de sistemas de interés energético

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Cuando uno oye la palabra "termodinámica" seguramente vienen a la mente imágenes de las antiguas máquinas de vapor o de motores de combustión interna. Y, ciertamente, los descubrimientos, invenciones y teorías centrales de la Termodinámica surgen en el siglo XIX, que dieron lugar a una gran revolución industrial.

La Termodinámica Molecular tiene sus orígenes en el siglo XX en teorías y métodos de la Física Estadística para modelar gases y líquidos, y así utilizar información de propiedades de las moléculas que conforman sustancias para lograr la reproducción y predicción de propiedades macroscópicas (o termodinámicas). Es una disciplina multidisciplinaria en el que especialistas de otras áreas, como la Ingeniería Química, participan para poder aprovechar este conocimiento molecular termodinámico para optimizar procesos industriales.

A partir de la década de los 90 del siglo pasado, la Termodinámica Molecular experimentó un gran desarrollo debido al aumento en capacidad en cálculo computacional, que permitió realizar simulaciones en computadora de gases, fluidos, sólidos, etcétera, y así estudiar con mayor precisión la relación entre propiedades moleculares y termodinámicas en sustancias.

Asimismo, se lograron avances en teorías para describir fluidos de sustancias complejas que forman puentes de hidrógeno, como el agua o sustitutos de refrigerantes no dañinos a la capa de ozono. Un parteaguas en este sentido fue la generación en 1989 de la Teoría Estadística de Fluidos Asociativos (SAFT), producto de un trabajo multidisciplinario en la Universidad de Cornell, en Estados Unidos de América.

En México, el Cuerpo Académico de Mecánica Estadística (CAME) del Departamento de Ingeniería Física de la División de Ciencias e Ingenierías del Campus León, ha sido pionera en el uso de SAFT para modelar sustancias de interés energético como los asfaltenos, que se encuentran en el petróleo y precipitan como sólidos que tapan tuberías.

En colaboración con el Instituto Mexicano del Petróleo se desarrolló un modelo termodinámico molecular de asfaltenos, que permitió predecir regiones de presión y temperaturas dónde se forman estos sólidos en condiciones reales de extracción de petróleo. Asimismo se han desarrollado modelos similares para otras sustancias, como el biodiesel y el hidrógeno, a través de proyectos con participación de investigadores nacionales y extranjeros. Estudiantes de licenciatura y posgrado de la UG han participado activamente en estos proyectos.

Cualquier comentario sobre este artículo, favor de dirigirlo a eugreka@ugto.mx.Para consulta de más artículos www.ugto.mx/eugreka.

Departamento de Ingeniería Física / División de Ciencias e Ingenierías del Campus León

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