MOLECULAR AND MULTISCALE MODELING: REVIEW ON THE THEORIES AND APPLICATIONS IN CHEMICAL ENGINEERING

摘要

El modelamiento molecular consiste en la aplicación de leyes apropiadas en el análisis de fenómenos que ocurren a niveles o escalas inferiores a la macroscópica. Visionariamente, estas escalas (incluyendo micro, meso y macro escalas), pueden ser acopladas en un modelo matemático global con el objetivo de mejorar el entendimiento de los fenómenos fisicoquímicos complejos. Muchos fenómenos a nivel industrial, sino todos, son también complejos y, por lo tanto, el análisis global aparece como una alternativa para la ingeniería química. La adecuada representación de las interacciones entre los diferentes niveles por medio del modelamiento multiescala puede ayudar, en un futuro próximo, en el dise?o y la optimización de procesos químicos desde un punto de vista microscópico. En este artículo se presenta una breve introducción a las teorías del modelamiento molecular y multinivel. Así mismo, se discuten diferentes oportunidades para la aplicación de estas teorías en el análisis de procesos industriales. Una breve descripción matemática de los métodos moleculares es presentada con el fin de motivar el estudio de estas nuevas herramientas ingenieriles. Finalmente, las diferentes estrategias para aplicar el análisis multiescala son clasificadas e ilustradas con casos reportados recientemente en la literatura.↓A modela??o molecular consiste na aplica??o de leis apropriadas na análise de fen?menos que ocorrem a níveis ou escalas inferiores à macroscópica. Visionariamente, estas escalas (incluindo micro, meso e macro escalas), podem ser acopladas em um modelo matemático global com o objetivo de melhorar o entendimento dos fen?menos físico-químicos complexos. Muitos fen?menos a nível industrial, sen?o todos, s?o também complexos e, portanto, a análise global aparece como uma alternativa para a engenharia química. A adequada representa??o das intera??es entre os diferentes níveis por meio da modela??o multiescala pode ajudar, em um futuro próximo, no desenho e a otimiza??o de processos químicos desde um ponto de vista microscópico. Neste artigo apresentase uma breve introdu??o às teorias da modela??o molecular e multinível. Assim mesmo, discutem-se diferentes oportunidades para a aplica??o destas teorias na análise de processos industriais. Uma breve descri??o matemática dos métodos moleculares é apresentada com o fim de motivar o estudo destas novas ferramentas da engenharia. Finalmente, as diferentes estratégias para aplicar a análise multiescala s?o classificadas e ilustradas com casos reportados recentemente na literatura.