Líneas separatrices en la región supercrítica para fluidos reales

Abstract

El estudio de la región supercrítica ha experimentado un renovado interés en las últimas décadas. Tradicionalmente, en esta zona del diagrama de fases presión-temperatura —donde la temperatura y la presión exceden sus valores críticos— se ha considerado que no existe distinción entre fases, presentándose como una única fase homogénea, sin cambios de régimen ni propiedades físicas que permitan diferenciar de forma clara entre comportamientos tipo líquido y tipo gas. Esta concepción, presente en los textos clásicos de termodinámica, limitó durante mucho tiempo el interés científico por esta región. Sin embargo, nuevas técnicas experimentales y simulaciones han permitido observar cambios estructurales, dinámicos y termodinámicos más allá del punto crítico. Este interés también se ha visto impulsado por sus aplicaciones industriales, especialmente en el caso del dióxido de carbono, ampliamente utilizado como solvente supercrítico. En este contexto surgieron propuestas como la línea de Widom, la línea de Frenkel, las líneas L+ y L−, y los enfoques de la termodinámica geométrica, que ofrecen diferentes criterios para identificar cambios de régimen en esta región. A pesar de sus diferencias, todas buscan caracterizar transiciones dentro del dominio supercrítico. El objetivo principal de este trabajo es calcular y comparar diferentes propuestas de líneas separatrices para fluidos reales, modelados mediante ecuaciones de estado ajustadas a datos experimentales del NIST Chemistry WebBook. Para ello, se establece primero una metodología general empleando el modelo de Van der Waals como caso base, con el fin de aplicar posteriormente dichos procedimientos a sustancias reales. Finalmente, se realiza un análisis comparativo entre las distintas líneas obtenidas y su grado de ajuste frente a datos de transición reportados en la literatura, con el propósito de evaluar cuáles de estas propuestas describen mejor los cambios de régimen en la región supercrítica.