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Simulación molecular de la adsorción de metano en lutita utilizando el método monte carlo

Resumen

En el presente documento, diferentes simulaciones GCMC para la captura de metano con lutita fueron ejecutadas, utilizando el programa LAMMPS. La lutita fue representada con 64 celdas de montmorillonita, distribuidas en dos láminas, cada una con 32 celdas en un arreglo de 8 x 4. Las láminas fueron separadas 10 Å, estableciendo un poro para la ubicación de las moléculas de metano. Diferente número de moléculas de metano fueron definidas, según la presión de simulación para el sistema. Los ciclos de simulación GCMC aplicados fueron 0.1 millones para la etapa de equilibrio por molécula de metano, y 0.5 millones por molécula de metano, para la etapa producción de la densidad, considerando 298 K. Según los resultados de simulación, la supercelda de lutita (montmorillonita) construida permite que las moléculas de metano, interaccionen con los diferentes átomos constituyentes del material. Las estructuras finales de simulación permitieron definir a las interacciones de tipo van der Waals como las de mayor importancia en la adsorción de metano en lutita. Los resultados de adsorción obtenidos en el presente documento concuerdan con simulaciones reportadas en literatura. El desarrollo de simulaciones considerando un tamaño de poro mayor es recomendable para futuros trabajos en el tema. La comparación de los resultados obtenidos en el presente documento con los de la literatura, muestran que un aumento en el tamaño de poro del material, lutita (montmorillonita), conduce a un aumento en la adsorción de metano.