Investigadores presentan modelo matemático en congreso internacional

Sergio D. Shiavone Valdez, estudiante de Ingeniería Química, y el Dr. Marco Antonio Zárate Navarro, Profesor-Investigador, ambos de la Universidad Autónoma de Guadalajara (UAG), presentaron su investigación en el “4th IFAC Workshop on Thermodynamics Foundations of Mathematical Systems Theory”.

Durante el congreso internacional presentaron su proyecto “Thermodynamic modeling of a class of distributed systems with diffusion”, un modelo parámetros distribuidos con consideraciones termodinámicas, esto en colaboración con el postdoctoral fellow Junyao Xie, y el profesor Stevan Dubljevic, de la University of Alberta, Canadá.

El congreso en el que participaron los representantes de la UAG tiene como objetivo discutir diversos enfoques y/o combinar herramientas de la teoría de sistemas con la termodinámica de los procesos irreversibles.

Entre estos temas, se encuentran la pasividad, el control retroalimentado, el análisis de sistemas en parámetros distribuidos, redes de reacciones químicas, sistemas reaccionantes, procesos energéticamente eficientes que evolucionan a distintas escalas de tiempo, sistemas particulares, sistemas cuánticos, sistemas a gran escala y sistemas ciber-físicos.

Esta serie de conferencias enfocada a sistemas dinámicos con enfoque termodinámico nació en Lyon, Francia (2012), continuando en Vigo, España (2016), luego en Louvain-la-neuve, Bélgica (2019). El comité está integrado por reconocidos investigadores de cuatro continentes y se ha consolidado como una comunidad importante dentro de la International Federation of Automatic Control (IFAC).

Un modelo de la UAG

Los modelos en parámetros distribuidos, representados por ecuaciones diferenciales parciales, son mucho más complejos que los modelos en parámetros concentrados, representados en ecuaciones diferenciales ordinarias.

Por este motivo, es un área de oportunidad incluso desde el modelado y la simulación, pues introducir funciones termodinámicas puede ayudar a explicar comportamientos complejos, o tener aplicaciones en cuanto a eficiencia energética, que, en términos del argot propio de la física, se relacionan con la producción de entropía, una función de estado considerada como abstracta por algunos autores.

En este sentido, se presentó un modelo relativamente complejo, que considera un sistema de ecuaciones diferenciales parciales parabólicas semi-lineales, que describen un reactor tubular con dispersión axial. El reto para hacer dicha representación reside en hacer las suposiciones físicas correctas para que el modelo siga manteniendo la consistencia termodinámica, lo cual es un reto interesante. Una vez refinado el modelo, las aplicaciones son evidentes:linealización y cambios de variable para aplicaciones de control.

Este evento se llevó a cabo en modalidad híbrida, con la parte presencial en la ciudad de Montréal, Canadá, en la École Polytechnique de Montréal. El investigador y el alumno agradecieron el apoyo de Junyao Xie y de Stevan Dubljevic por la inscripción al evento. Las participaciones de los eventos de la IFAC son publicadas bajo la editorial Elsevier a través de los IFACPapersOnline. Puede consultar la publicación en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405896322011211