Aplicación computacional de un nuevo algoritmo híbrido (ANN-AGDC) en cinética química

Abstract

[ES] Un Algoritmo Híbrido (AH) es aquel que combina dos o más algoritmos distintos con el fin de resolver el mismo problema matemático. En el campo de la Química Física se han utilizado Algoritmos Híbridos (AH) para resolver diversos problemas, estos AH utilizan metodologías basadas en Redes Neuronales Artificiales junto con Algoritmos Genéticos. Uno de los objetivos alcanzados en este trabajo ha sido el desarrollo y diseño de un nuevo y robusto Algoritmo Híbrido para su aplicación en Cinética Química isotérmica y no isotérmica. Este algoritmo está constituido por una combinación de dos algoritmos: el método de Redes Neuronales Artificiales (ANN) y el Algoritmo General de Descenso Controlado (AGDC). La metodología ANN ha sido ampliamente utilizada en Química en áreas muy diversas. En la mayoría de los casos se utiliza la metodología ANN para obtener conclusiones de tipo cualitativo, siendo pocos los casos en los que se utiliza para obtener resultados de tipo cuantitativo. En este trabajo se planteo como otro de los objetivos fundamentales la aplicación de la metodología ANN para realizar la determinación cuantitativa de parámetros cinéticos y termodinámicos. Por otro lado el algoritmo AGDC ha sido diseñado y aplicado con éxito en el tratamiento de muchos sistemas en el campo de la Química Física, y en especial en Cinética Química. Por tanto, un algoritmo formado por la combinación de las dos metodologías, ANN y AGDC, permite la determinación cuantitativa de parámetros cinéticos y Termodinámicos de Activación con mayor grado de fiabilidad y precisión en los resultados. Además puede ser de gran ayuda en la investigación cinética de modelos y mecanismos de reacciones complejas, permitiendo identificar las etapas de un proceso cinético (modelización). Por tanto, el objetivo principal consiste en el desarrollo de un Algoritmo Híbrido capaz de determinar Parámetros Termodinámicos de Activación y las constantes individuales de velocidad de diversos mecanismos de reacción. El AH propuesto está formado por la combinación de la metodología que utiliza Redes Neuronales Artificiales y el algoritmo de Optimización Matemática AGDC. En una primera etapa se utiliza la metodología ANN para determinar los valores de los parámetros y posteriormente se ha aplicado el algoritmo AGDC para mejorar los valores de dichos parámetros.