Dinámica molecular de zeolitas utilizando dos metodologías para el cálculo de las fuerzas de largo alcance

Abstract

El objetivo principal de este trabajo es validar el Método de Wolf para calcular el potencial electrostático de tres zeolitas utilizando Simulaciones de Dinámica Molecular. Esto se realiza, tomando los resultados del Método de Ewald, ampliamente utilizado, como los correctos. Es necesario la implementación de otras técnicas de cálculo de la energía electrostática ya que este potencial depende de manera inversa con respecto a las distancias interatómicas, generando así poca convergencia y alto costo computacional. Las simulaciones de dinámica molecular emplean algoritmos que resuelven las ecuaciones de la mecánica clásica de Newton para sistemas atómicos que interactúan a través de un potencial V. Se implementó el método de Wolf para el cálculo de la energía de Coulomb en zeolitas del tipo LTA, MFI y NaY. Los resultados obtenidos muestran que es posible determinar la energía electrostática para sistemas complejos mediante el uso del método de Wolf. Estos cálculos muestran que el método de Wolf es más eficiente que el método de Ewald, ya que los tiempos de simulación se hacen aproximadamente cuatro veces menores. Adicionalmente, la diferencia en los resultados de la energía entre los dos métodos, Wolf y Ewald, es tan solo del orden de 10-3, lo cual hace del método de Wolf una excelente opción cando se trata de desarrollar simulaciones que involucren un gran numero de partículas.