Análisis de balance de masa

     El balance de masa, puede definirse como una contabilidad de entradas y salidas de masa en un proceso o de una parte de éste. No es más que la aplicación de la ley de conservación de la masa que expresa “La masa no se crea ni se destruye”. La realización del balance es importante para el cálculo del tamaño de los equipos de un proceso que se emplean y por ende para evaluar sus costos. 

     Los cálculos de balance de masa son casi siempre un requisito previo para todos los demás cálculos, además, las habilidades que se adquieren al realizar los balances de masa se pueden transferir con facilidad a otros tipos de balances.

     Para efectuar un balance de masa de un proceso, se debe especificar el sistema al cual se le aplicará dicho balance, en otras palabras delimitar o definir el sistema al que se le realizará el balance. Un sistema se refiere a cualquier porción arbitraria o a la totalidad de un proceso, establecido específicamente para su análisis. Los límites o fronteras del sistema pueden ser reales o ficticios.

   Los sistemas tienen diferentes características, pueden ser abiertos o cerrados. Un sistema abierto es aquel en el que existe transferencia de masa a través de los límites del mismo, (entra masa, sale masa ó ambas cosas). Por el contrario un sistema cerrado es aquel en el que no ingresa ni egresa masa a través de los límites del mismo.

    El balance de masa no es más que una contabilización de material aplicada al sistema de que se trate. En forma sintética y general podemos expresar que para un sistema abierto: 

    Teniendo en cuenta que la masa es conservativa, es decir no se crea ni se destruye, la expresión anterior se reduce a:

    Es lógico suponer que la expresión anterior se aplica a un sistema abierto, pues si este fuese cerrado, se verificaría que:

    Esto implica que la masa inicial del sistema es constante ya que no hubo acumulación en más (fuente), o en menos (sumidero) En el caso de tratarse de un sistema abierto estacionario se verifica que: 

     Lo que implica que: 

     Todos los balances de masa pueden ser aplicados a cada componente que conforman las corrientes que intervienen en el proceso en estudio ó en forma global. 

     Ahora bien, la base de cálculo, es la cantidad de cierta variable involucrada en el problema a la que se refieren o transforman las demás, para efectuar los cálculos necesarios. Puede ser real o ficticia. Este concepto es crucial tanto para entender cómo debe resolverse un problema como así también hacerlo de la manera más expedita posible. Cuando se comienza con una base ésta debe ser mantenida durante todo el cálculo.

  Para resolver problemas relacionados con el análisis de balance se masa, se recomienda seguir los siguientes pasos: