Estudio de la línea de disociación del hidrato de nitrógeno metaestable tipo sI

Trabajo de Máster Universitario en Simulación Molecular (2024/25). Directores: Dr. Jesús Algaba Fernández; Miguel Ángel González González. Ha consistido en el estudio mediante simulaciones moleculares de la línea de disociación del hidrato de nitrógeno tipo sI, una fase metaestable relevante en cond...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Sánchez Hernández, Ignacio
Tipo de recurso: tesis de maestría
Fecha de publicación:2025
País:España
Institución:Universidad Internacional de Andalucía (UNIA)
Repositorio:UNIA.Repositorio Abierto de la Universidad Internacional de Andalucía
OAI Identifier:oai:dspace.unia.es:10334/10135
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/10334/10135
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Hidrato de nitrógeno tipo sI
Línea de disociación
Fase metaestable
Modelos moleculares
4P/Ice
TraPPE-N₂
GROMACS
id ES_7bdccee1b2ca5f836cf7bfc0c0466641
oai_identifier_str oai:dspace.unia.es:10334/10135
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
dc.title.none.fl_str_mv Estudio de la línea de disociación del hidrato de nitrógeno metaestable tipo sI
title Estudio de la línea de disociación del hidrato de nitrógeno metaestable tipo sI
spellingShingle Estudio de la línea de disociación del hidrato de nitrógeno metaestable tipo sI
Sánchez Hernández, Ignacio
Hidrato de nitrógeno tipo sI
Línea de disociación
Fase metaestable
Modelos moleculares
4P/Ice
TraPPE-N₂
GROMACS
title_short Estudio de la línea de disociación del hidrato de nitrógeno metaestable tipo sI
title_full Estudio de la línea de disociación del hidrato de nitrógeno metaestable tipo sI
title_fullStr Estudio de la línea de disociación del hidrato de nitrógeno metaestable tipo sI
title_full_unstemmed Estudio de la línea de disociación del hidrato de nitrógeno metaestable tipo sI
title_sort Estudio de la línea de disociación del hidrato de nitrógeno metaestable tipo sI
dc.creator.none.fl_str_mv Sánchez Hernández, Ignacio
Sánchez Hernández, Ignacio
author Sánchez Hernández, Ignacio
author_facet Sánchez Hernández, Ignacio
author_role author
dc.subject.none.fl_str_mv Hidrato de nitrógeno tipo sI
Línea de disociación
Fase metaestable
Modelos moleculares
4P/Ice
TraPPE-N₂
GROMACS
topic Hidrato de nitrógeno tipo sI
Línea de disociación
Fase metaestable
Modelos moleculares
4P/Ice
TraPPE-N₂
GROMACS
description Trabajo de Máster Universitario en Simulación Molecular (2024/25). Directores: Dr. Jesús Algaba Fernández; Miguel Ángel González González. Ha consistido en el estudio mediante simulaciones moleculares de la línea de disociación del hidrato de nitrógeno tipo sI, una fase metaestable relevante en condiciones de alta presión. Se han empleado modelos moleculares avanzados como TIP4P/Ice para el agua y TraPPE-N₂ para el nitrógeno, permitiendo simular con realismo las interacciones intermoleculares del sistema. Las simulaciones se llevaron a cabo en el colectivo isotérmico-isobárico utilizando el paquete de simulación GROMACS y la técnica de coexistencia directa, explorando presiones entre 1500 y 4500 bar y un amplio rango de temperaturas para identificar los puntos de equilibrio trifásico. El análisis del sistema se realizó a través la visualización en VMD del sistema, los perfiles de densidad y de la evolución de la energía potencial, herramientas que permitieron distinguir entre comportamientos de cristalización, fusión y equilibrio. Con base en estos análisis, se construyó la línea de coexistencia trifásica que separa las regiones de estabilidad del hidrato respecto al agua líquida y al nitrógeno gaseoso. La comparación de los resultados obtenidos con datos experimentales de la literatura. La comparación de los resultados obtenidos en este trabajo sobre la línea de disociación del hidrato de nitrógeno tipo sI, con datos experimentales de la línea de disociación del hidrato de nitrógeno tipo sII, muestran que ambas estructuras presentan unas condiciones de estabilidad muy parecidas. La simulación predijo una dependencia creciente de la temperatura de disociación con la presión, coincidente con los resultados experimentales. Este trabajo no solo contribuye a la caracterización de un sistema poco explorado como es el hidrato de nitrógeno sI, sino que también valida la combinación de modelos moleculares para futuras simulaciones en condiciones extremas. La limitación principal del estudio fue el coste computacional elevado, lo que impidió una mayor densidad de puntos en el espacio presión-temperatura. Futuros estudios podrán ampliar la cobertura de condiciones y optimizar los modelos empleados para una predicción más precisa de la estabilidad de este tipo de hidratos.
publishDate 2025
dc.date.none.fl_str_mv 2025
2025
2025
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
publishedVersion
format masterThesis
dc.identifier.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/10334/10135
url https://hdl.handle.net/10334/10135
dc.language.none.fl_str_mv Español
language_invalid_str_mv Español
dc.relation.none.fl_str_mv Máster Universitario en Simulación Molecular
dc.rights.none.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
49 páginas
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidad Internacional de Andalucía
publisher.none.fl_str_mv Universidad Internacional de Andalucía
dc.source.none.fl_str_mv reponame:UNIA.Repositorio Abierto de la Universidad Internacional de Andalucía
instname:Universidad Internacional de Andalucía (UNIA)
instname_str Universidad Internacional de Andalucía (UNIA)
reponame_str UNIA.Repositorio Abierto de la Universidad Internacional de Andalucía
collection UNIA.Repositorio Abierto de la Universidad Internacional de Andalucía
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869411547005059072
spelling Estudio de la línea de disociación del hidrato de nitrógeno metaestable tipo sISánchez Hernández, IgnacioSánchez Hernández, IgnacioHidrato de nitrógeno tipo sILínea de disociaciónFase metaestableModelos moleculares4P/IceTraPPE-N₂GROMACSTrabajo de Máster Universitario en Simulación Molecular (2024/25). Directores: Dr. Jesús Algaba Fernández; Miguel Ángel González González. Ha consistido en el estudio mediante simulaciones moleculares de la línea de disociación del hidrato de nitrógeno tipo sI, una fase metaestable relevante en condiciones de alta presión. Se han empleado modelos moleculares avanzados como TIP4P/Ice para el agua y TraPPE-N₂ para el nitrógeno, permitiendo simular con realismo las interacciones intermoleculares del sistema. Las simulaciones se llevaron a cabo en el colectivo isotérmico-isobárico utilizando el paquete de simulación GROMACS y la técnica de coexistencia directa, explorando presiones entre 1500 y 4500 bar y un amplio rango de temperaturas para identificar los puntos de equilibrio trifásico. El análisis del sistema se realizó a través la visualización en VMD del sistema, los perfiles de densidad y de la evolución de la energía potencial, herramientas que permitieron distinguir entre comportamientos de cristalización, fusión y equilibrio. Con base en estos análisis, se construyó la línea de coexistencia trifásica que separa las regiones de estabilidad del hidrato respecto al agua líquida y al nitrógeno gaseoso. La comparación de los resultados obtenidos con datos experimentales de la literatura. La comparación de los resultados obtenidos en este trabajo sobre la línea de disociación del hidrato de nitrógeno tipo sI, con datos experimentales de la línea de disociación del hidrato de nitrógeno tipo sII, muestran que ambas estructuras presentan unas condiciones de estabilidad muy parecidas. La simulación predijo una dependencia creciente de la temperatura de disociación con la presión, coincidente con los resultados experimentales. Este trabajo no solo contribuye a la caracterización de un sistema poco explorado como es el hidrato de nitrógeno sI, sino que también valida la combinación de modelos moleculares para futuras simulaciones en condiciones extremas. La limitación principal del estudio fue el coste computacional elevado, lo que impidió una mayor densidad de puntos en el espacio presión-temperatura. Futuros estudios podrán ampliar la cobertura de condiciones y optimizar los modelos empleados para una predicción más precisa de la estabilidad de este tipo de hidratos.It consists of the molecular simulation study of the dissociation line of the sI-type nitrogen hydrate, a metastable phase relevant under high-pressure conditions. Advanced molecular models such as TIP4P/Ice for water and TraPPE-N₂ for nitrogen were used to realistically represent the intermolecular interactions of the system. Simulations were performed in the NPT ensemble using the GROMACS simulation package and the direct coexistence technique, exploring pressures between 1500 and 4500 bar and a wide range of temperatures to identify the three-phase equilibrium points. The analysis was conducted using VMD visualization, density profiles, and potential energy evolution, tools that allowed the differentiation between crystallization, melting, and equilibrium behaviors. Based on these analyses, the three-phase coexistence line was constructed, separating the stability regions of the hydrate from liquid water and gaseous nitrogen. The comparison between the results obtained in this work for the dissociation line of the sI-type nitrogen hydrate and experimental data reported for the sII-type nitrogen hydrate shows that both structures exhibit very similar stability conditions. The simulations predict an increasing dependence of the dissociation temperature with pressure, in agreement with experimental findings. This study contributes not only to the characterization of a scarcely explored system such as the sI nitrogen hydrate but also validates the combination of molecular models for future simulations under extreme conditions. The main limitation of the study was the high computational cost, which prevented a denser grid of pressure-temperature points. Future studies may extend the range of simulated conditions and improve the accuracy of model predictions for hydrate stability.Universidad Internacional de Andalucía202520252025info:eu-repo/semantics/masterThesispublishedVersionapplication/pdf49 páginasapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/10334/10135reponame:UNIA.Repositorio Abierto de la Universidad Internacional de Andalucíainstname:Universidad Internacional de Andalucía (UNIA)EspañolMáster Universitario en Simulación MolecularAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacionalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:dspace.unia.es:10334/101352026-06-21T12:48:57Z
score 15.811543

Similares en LA Referencia