Resumen:
Numerosos procesos tecnológicos y naturales ocurren en sistemas
heterogéneos, caracterizados por fases de propiedades mecánicas distintas y
constituidos por mezclas de componentes de diversa naturaleza físico-química.
La fuente convencional de información de equilibrio de fases es la
experimentación directa sobre las mezclas a separar, metódica que suele estar
caracterizada por un alto costo de infraestructura, además de elevados costos
de operación y tiempo. Sin embargo, el desarrollo de modelos físicos, llámese
modelos de exceso, ecuaciones de estado (EOS) o el enfoque de dinámica
molecular, han permitido conocer el comportamiento de mezclas sin la
necesidad de experimentar en todo el rango. Una EOS permite, a través de un
modelo común, conocer el comportamiento de una mezcla y reducir
notablemente los costos de infraestructura, operación y tiempo. En tal sentido
la Teoría Estadística del Fluido Asociado (SAFT), es una muy buena
herramienta para intra y extrapolar comportamientos de equilibrio de fases,
considerando su inpiración teórico-molecular y su buena representación de la
realidad.
El desarrollo de un Diagrama Global de Fases con una EOS como SAFT es
una potente herramienta, pues permite conocer el comportamiento de una
mezcla en todo el rango de condiciones. En tal dirección es que esta
investigación incorpora la región de la corona, condición de alta presión donde
el comportamiento de las líneas críticas presentan inflexiones. Las mezclas
que presentan este tipo de comportamiento son candidatas a extracción
supercrítica. La conducta barotrópica, que corresponde a la inversión de
densidades másicas, es estudiada a profundidad, encontrándose un
mecanismo transicional válido para equilibrios heteroazeotrópicos, probado en
los sistemas CO2+n-alcanos y perfluroalcanos+n-alcanos.
Por una parte se verifica la buena correspondencia entre el comportamiento
experimental y el predicho por SAFT. Esto entrega confianza de la
extrapolación de comportamientos, encontrándose fenómenos bastante
particulares en la región de altas presiones. Desde un punto de vista
estructural, el hecho de que una EOS como SAFT considere formalmente el
efecto de forma a través de un término de cadena, permite obtener regiones de
miscibilidad del equilibrio de fases, mayores que EOS que incluyen el efecto de
forma a través del factor acéntrico.
Finalmente el estudio de la barotropía, propició el desarrollo de un mecanismo
transicional consistente termodinámicamente hablando y con buena
concordancia del comportamiento experimental válido para sistemas
asimétricos.