Ejecutable en app designer de matlab para solucionar seacciones de series reversibles e irreversibles por el método de Runge- Kutta de orden 4

Abstract

La presente investigación tuvo como objetivo desarrollar un ejecutable en App designer de Matlab para solucionar reacciones de series reversibles e irreversibles por el método de Runge-Kutta de orden 4. Se diseñó paso a paso una interfaz gráfica que permitió ingresar los parámetros del sistema, calcular las soluciones numéricas y visualizar los resultados en una tabla y su gráfico. Para validar su funcionamiento, se estudiaron diferentes tipos de reacciones, como reacciones reversibles de primer y segundo orden, reacciones consecutivas reversibles y reacciones irreversibles. En cada tipo de reacción se formuló su modelo matemático, estableciendo un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias homogéneas. La validación se realizó a través de dos aplicaciones: una reacción irreversible, representada por un sistema de dos ecuaciones diferenciales homogéneas, y una reacción reversible, modelada con tres ecuaciones diferenciales homogéneas. En ambos casos, se compararon los resultados obtenidos mediante soluciones analíticas y numéricas, confirmando la precisión del ejecutable y su capacidad para simplificar los cálculos de forma rápida y eficiente. El desarrollo de esta herramienta permitió automatizar la solución de sistemas de ecuaciones diferenciales homogéneas aplicadas a reacciones químicas de series reversibles e irreversibles. La conversión del programa en un ejecutable independiente con Matlab R2024a Compiler eliminó la necesidad de contar con Matlab R2024a para su uso.

This research aimed to develop an executable in MATLAB App Designer to solve reversible and irreversible series reactions using the fourth-order Runge-Kutta method. A step-by-step graphical user interface was designed, allowing users to input system parameters, compute numerical solutions, and visualize the results in a table and graph. To validate its functionality, different types of reactions were studied, including first- and second-order reversible reactions, consecutive reversible reactions, and irreversible reactions. For each reaction type, a mathematical model was formulated, establishing a system of homogeneous ordinary differential equations. Validation was conducted through two applications: an irreversible reaction, represented by a system of two homogeneous differential equations, and a reversible reaction, modeled with three homogeneous differential equations. In both cases, the results obtained were compared with analytical and numerical solutions, confirming the accuracy of the executable and its ability to simplify calculations quickly and efficiently. The development of this tool enabled the automation of homogeneous differential equation systems applied to reversible and irreversible series reactions. The conversion of the program into an independent executable with MATLAB R2024a Compiler eliminated the need for MATLAB R2024a for its use.