Balance de materia

Balance de materia

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El balance de materia es un método matemático utilizado principalmente en ingeniería química. Se basa en la ley de conservación de la materia, que establece que la masa de un sistema cerrado permanece siempre constante (excluyendo, por supuesto, las reacciones nucleares o atómicas y la materia cuya velocidad se aproxima a la velocidad de la luz).

La masa que entra en un sistema debe, por lo tanto, salir del sistema o acumularse dentro de él, es decir:

• Entradas = Salidas + Acumulación

Los balances de materia se desarrollan comúnmente para la masa total que cruza los límites de un sistema. También pueden enfocarse a un elemento o compuesto químico. Cuando se escriben balances de materia para compuestos específicos en lugar de para la masa total del sistema, se introduce un término de producción:

• Entradas + Producción = Salidas + Acumulación

El término de producción puede utilizarse para describir velocidades de reacción. Los términos de producción y acumulación pueden ser positivos o negativos.

Tipos de balance de materia

Los balances de materia pueden ser integrales o diferenciales.

• Balance integral: se enfoca en el comportamiento global del sistema, mientras que un balance diferencial se enfoca en los mecanismos dentro del sistema (los cuales, a su vez, afectan el comportamiento global). Para poder hacer un balance integral de materia primero se deben identificar los límites del sistema, es decir, cómo el sistema está conectado al resto del mundo, y cómo el resto del mundo afecta al sistema.
• Balance diferencial: se debe describir también el interior del sistema. En los casos más simples, este se considera homogéneo (perfectamente mezclado).

También pueden clasificarse de la siguiente forma:

• Balance de masa global o total: Se realiza en todo el sistema considerando las masas totales de cada una de las corrientes de materiales.
• Balance parcial: Se realiza en los subsistemas considerando un determinado componente en cada una de las corrientes.
• Balance molar: Si en el sistema no se originan cambios químicos.
• Balance atómico: Si en el sistema hay cambios químicos.
• Balance volumétrico: Si no se originan cambios de estado.

Obtenido de "Balance de materia"