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CAPÍTULO VII PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE EQUILIBRIO
Por Jorge A. Rodríguez
VII.1. INTRODUCCIÓN Según hemos comentado en el Capítulo VI, un pilar fundamental para el advenimiento de programas computacionales para la simulación de equipos en ingeniería química es, en paralelo a la informática y el cálculo numérico, el gran avance experimentado en el área de lafisicoquímica y la termodinámica teórica, que entre otras cosas contribuyeron dando a luz numerosos métodos para la estimación de las propiedades típicas que caracterizan a las sustancias con las cuales trabaja un ingeniero químico, como ser constantes de equilibrio, propiedades de transporte como conductividades térmicas, viscosidades, capacidades caloríficas, presiones de vapor, etc. La utilidad de estosmétodos radica en su capacidad de estimar, a partir de una expresión funcional que contiene unos pocos parámetros que se determinan experimentalmente, la gran mayoría de las propiedades antes mencionadas, con un error aceptable, fácilmente implementables en computadora, y lo que es más importante, con la propiedad de generalización, ya que sólo basta con tener una buena base de datos con losparámetros correspondientes. Esta generalización no sólo significa que con la misma expresión podemos calcular las propiedades de todas las sustancias puras de interés (para las cuales la ecuación es aplicable, obviamente), sino que a partir de otros pocos parámetros pueden extenderse a mezclas multicomponentes, de las cuales, obviamente, no es necesario aclarar que existen un número muy grande, del ordende millones de potenciales mezclas de interés industrial para las cuales deben calcularse sus propiedades. De esta forma, dada una base de datos de parámetros y constantes tanto para sustancias puras como para describir los efectos de interacción entre pares de ellas, por ejemplo, podemos contar con un banco de modelos apto para la estimación de las propiedades de interés para las mezclaspotenciales que deban analizarse. Es esto lo que hace atractivo a un simulador de procesos, ya que podemos pensar en una generalidad sin necesidad de recurrir a métodos particulares para cada sustancia o mezcla a tratar. No obstante, no debe pensarse que un simulador puede resolverlo todo. Obviamente, aquí podremos comprender una de sus limitaciones. En efecto, sólo podremos tratar las sustancias para lascuales podemos estimar sus propiedades. De lo contrario debemos introducir al banco de modelos de estimación, ya sea nuestro

Modelado, Simulación y Optimización de Procesos Químicos Autor: Nicolás J. Scenna y col. ISBN: 950-42-0022-2 - ©1999

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propio método (modelo de estimación) o bien las constantes particulares de la mezcla a analizar, para un dado modelo existenteen el simulador. El objetivo es justamente analizar estos problemas, introduciendo al alumno al campo de la estimación de las propiedades características de las sustancias puras y las mezclas. Sin embargo, debe comentarse que solo tenemos espacio para una breve introducción. Existe numerosa bibliografía al respecto, la cual se lista al final de éste y el próximo capítulo para que el lector condeseos de profundizar en el tema (lo cual es fuertemente recomendable) pueda hacerlo sin dificultades. En este capítulo trataremos los métodos de estimación de las propiedades termodinámicas de equilibrio necesarias para la construcción de modelos matemáticos que permitan simular los procesos más comunes de la industria química. Pondremos especial énfasis en las propiedades relacionadas con losprocesos de separación, apuntando a los modelos de simulación estática y dinámica. Limitamos el campo de estudio a los casos más habituales; no trataremos los polímeros ni los electrólitos. Tampoco consideraremos el efecto de los incondensables sobre el equilibrio líquido-vapor. No trataremos el equilibrio sólido-líquido ni sólido-vapor. Para poder concretar cualquier proyecto de ingeniería es...