Browsing by Author "Cea Klapp, Esteban Alejandro"

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    Diseño molecular de líquidos iónicos con alta capacidad y baja viscosidad para la captura de co2.
    (Universidad de Concepción, 2024) Cerda Espinoza, Sebastián Ignacio; Garrido Acuña, José Matías; Cea Klapp, Esteban Alejandro
    El dióxido de carbono (CO2) es uno de los gases de efecto invernadero más abundantes y el principal contribuyente al cambio climático mundial debido a su creciente concentración en la atmósfera. Para mitigar las emisiones de carbono liberadas a la atmósfera producidas por la combustión de combustibles fósiles, se han explorado diversas estrategias, siendo una de estas la captura del CO2. A gran escala, la captura y almacenamiento de CO2 es considerada como una solución efectiva para mitigar las emisiones de carbono por unidad de energía generada. Sin embargo, el alto consumo de energía, el impacto ambiental por pérdidas de solventes y problemas de corrosión asociados con la depuración acuosa de aminas subrayan la necesidad de desarrollar nuevos procesos sostenibles basados en una economía circular que utilicen nuevos materiales para capturar CO2 de procesos de alta emisión. En este contexto, los líquidos iónicos (ILs) emergen como solventes diseñables con alta capacidad de captura de CO2 y son objeto de intensa investigación. Este estudio se utiliza la ecuación de estado molecular electrolítica ePC-SAFT advanced para modelar y predecirlas propiedades termodinámicas de ILs basados en piridinio y pirrolidinio, como la densidad, solubilidad y viscosidad, con el objetivo de identificar ILs adecuados para el proceso de captura de CO2 de postcombustión, que cumplan con bajos valores de constantes de Henry (buena solubilidad) y baja viscosidad dinámica. Se analizan las principales tendencias observadas para estas propiedades y se propone una lista de ILs, además de diferentes alternativas para incrementar la eficacia de este proceso de captura, sugiriendo estudios futuros con los ILs identificados. Entre los líquidos iónicos evaluados, [Cnpy][Tf2N] con n = 2, 4 ; [Cnmpy][Tf2N] con n = 2, 4 ; [Cnmpyr][Tf2N], con n= 3, 4 ; [C4mpy][DCA]; [C4mpyr][DCA] y [C4mpyr][Ac] destacan como una selección de ILs con una solubilidad y viscosidad aceptable para el proceso de absorción de CO2.
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    On the prediction of thermodynamic and structural properties in systems of deep eutectic solvents by molecular modeling techniques.
    (Universidad de Concepción, 2025) Cea Klapp, Esteban Alejandro; Garrido Acuña, José Matías; Canales, Roberto
    La creciente demanda por alternativas sostenibles a los disolventes orgánicos convencionales ha incrementado el interés en los deep eutectic solvents (DES) debido a su baja toxicidad, biodegrad abilidad y propiedades ajustables. Sin embargo, la comprensión integral de su comportamiento termodinámico y estructural —especialmente en presencia de cosolventes, aún es limitada. Esta tesis aborda esto mediante la integración de ecuaciones de estado de base molecular y simula ciones moleculares para predecir y analizar las propiedades de equilibrio de fases y de interfase de DESderivados de precursores verdes como cloruro de colina, betaína, glicoles y terpenos. Se evaluaron las capacidades predictivas de la ecuación de estado PC-SAFT para una amplia gama de mezclas de DES, evidenciando las limitaciones del enfoque tradicional de componente pseudo puro en sistemas donde ocurre una fuerte asociación cruzada con alcoholes. Se encontró que una estrategia de modelado basadaenloscomponentesindividualespermiteunamejorrepresentación delaspropiedadestermodinámicasenexcesoydelosequilibriosdefases. Además,seimplementó una nueva formulación de la teoría del gradiente de densidad (DGT) combinada con PC-SAFT para describir la tensión superficial utilizando únicamente un parámetro ajustado, lo que permitió analizar esta propiedad y el efecto del cosolvente. Las simulaciones de dinámica molecular (MD) se emplearon para obtener información a nivel molecular sobre los efectos del agua y de alcoholes de cadena corta en la estructura y propiedades de DES hidrofílicos. Estas simulaciones revelaron la competencia entre interacciones por enlaces de hidrógeno, dando lugar a una reorganización estructural del DES provocando cambios en den sidad, viscosidad y tensión superficial. Paralelamente, se generaron datos experimentales origi nales para una serie de DES hidrofílicos, lo que permitió validar las predicciones teóricas y cubrir vacíos en la literatura, especialmente respecto al efecto del contenido de agua. Adicionalmente, el estudio se extendió a DES hidrofóbicos basados en mentol, timol y ácido oc tanoico para la extracción de alcohol furfurílico desde agua. Se midieron por primera vez datos de equilibrio líquido-líquido para estos sistemas. Tanto PC-SAFT como simulaciones de MD con modelos coarse-grained predijeron con éxito el comportamiento de fases, demostrando el poten cial del marco propuesto para el diseño de procesos de separación basados en DES. En conjunto, este trabajo contribuye al avance de modelos termodinámicos predictivos aplicados a DES, ofreciendo herramientas para el diseño racional de disolventes sostenibles con aplicaciones industriales y medioambientales, en apoyo a una química más verde.
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