O inusual comportamento do metanol, a análise micro e macro

Substancias comúns como a auga e algúns alcois teñen un comportamento termodinámico anómalo. Por exemplo, no caso da auga dáse un fenómeno que non acontece na inmensa maioría de elementos: en estado líquido é máis densa que en estado sólido. Así, un anaco de xeo flota sobre a auga cando o “normal” sería que se afundise. Para axudar a entender por que se producen fenómenos coma este, a investigadora do campus de Ourense Paula Gómez analizou na súa tese de doutoramento a relación entre o comportamento micro destas substancias (o das moléculas) e o macro (as súas propiedades termodinámicas). Para facelo, centrouse no caso concreto do metanol, o alcol máis sinxelo.

A tese, presentada recentemente na Facultade de Ciencias do campus de Ourense co título Influencia da asociación molecular nas derivadas segundas do potencial termodinámico, foi dirixida por Luis Romaní e Diego González, docentes do Grupo de Termofísica da Universidade de Vigo. “As substancias que, como a auga e o metanol, presentan enlaces de hidróxeno amosan unha estrutura intermolecular singular que ten un efecto determinante no seu comportamento termodinámico. Así, coñecer como se asocian e interactúan as súas moléculas é moi relevante para entender e controlar diferentes procesos químicos ou biolóxicos”, apunta Paula Gómez.

O método de Monte Carlo

Para realizar a súa investigación, a xa doutora desenvolveu unha metodoloxía no marco da mecánica estatística e do método probabilístico de Monte Carlo. A tese, explica, consiste principalmente no estudo, empregando a simulación molecular de Monte Carlo, dos efectos da asociación molecular na estrutura e termodinámica dun alcol e da mestura alcol+inerte. “Desenvolvín un código en linguaxe Fortran para a simulación molecular, polo método de Monte Carlo, de fluídos puros e mesturas. Este método permite explorar os estados microscópicos (posicións e orientacións das moléculas) polos que evoluciona o sistema e, en cada caso, determinar a súa enerxía e o seu volume”, explica a investigadora.

Como conclusión, comenta, observouse que a asociación molecular determina o comportamento da capacidade calorífica isobárica do alcol, mentres que apenas afecta ás propiedades volumétricas de segunda orde, como a expansividade térmica isobárica e a compresibilidade isotérmica.

A investigación é froito de cinco anos de traballo nos que Paula Gómez puido realizar a súa tese cunha bolsa de Formación de Profesorado Universitario (FPU). Rematada esta etapa, o desexo da investigadora “é continuar a miña carreira científica cunha estadía posdoutoral nalgunha universidade ou centro de investigación estranxeiro, co obxectivo de retornar logo con toda a formación e experiencia adquirida".