Balance De Materia Y Energia

Módulo II: Balances de Materia y Energía
Curso de Capacitación sobre Evaluación Ambiental y Gestión de Riesgos Ambientales Presenta: Ing. Leonel Hernández Depto. de Ciencias Energéticas y Fluídicas Universidad Centroamericana José Simeón Cañas

Unidad 1
Importancia y ubicación de los balances de materia y energía.
Introducción Importancia de los balances de materia y energía para laevaluación de impacto ambiental. Tipos de procesos y se representación Variables de proceso Sistemas de unidades.

Introducción
Este módulo está orientado a exponer las bases de los balances de materia y energía y su utilidad para el análisis de los procesos naturales e industriales que suelen presentarse en los estudios de impacto ambiental. No se trata de cubrir las técnicas de resolución deproblemas que suelen abordarse en un curso formal de este tema, sino de identificar los aspectos clave en los que se basan dichos balances.

Importancia de los balances de materia y energía
La materia y la energía se encuentran en constante estado de flujo en la naturaleza, y lo que la humanidad ha hecho es aprovechar esta tendencia para obtener bienestar, alimentos, fuentes energéticas y otrascosas. Normalmente se asocia este tema con los cálculos realizados principalmente por los ingenieros químicos, pero alguna noción de ellos deben tener también todas las ramas de la ingeniería, así como las disciplinas químicas y biológicas. Los balances de materia y energía son la herramienta con la que se analiza la situación de estabilidad de un proceso, y para determinar la manera cómo sedistribuyen los componentes en los sistemas o entre sistemas en contacto directo. También son de utilidad para cuantificar la energía transferida o consumida por los sistemas, el cómo esta transferencia afecta las propiedades de los sistema y la cantidad de energía útil que se puede obtener de las transformaciones.

Importancia de los balances de materia y energía
Una de las aplicaciones más notablesde los balances de materia y energía se encuentra en la metodología conocida como Análisis de Ciclo de Vida (ACV), usada para evaluar la sostenibilidad de procesos productivos y de los impactos medioambientales, con el fin de optimizar los recursos y producir mejoras ambientales aplicables a sistemas productivos. Este último enfoque requiere una extensa recopilación de información acerca de latransformación de los materiales, y de la energía consumida (o producida) durante las distintas etapas de la producción de un bien ya sea a través de un proceso industrial o de uno que incluya una fase agraria y de manejo de recursos naturales.

Algunas definiciones para recordar
Sistema: se refiere a la porción del universo en el cual se centra nuestro estudio. Puede comprender una cantidad fijade masa, o un espacio o volumen determinado, o incluso una determinada extensión de territorio.

Sistema y sus interacciones

Tipos de Fronteras

¿Cómo definir las fronteras?
La frontera de un sistema se escoge por conveniencia de acuerdo a:
1- lo que se sabe de un posible sistema, particularmente en sus fronteras; y 2- el objetivo del análisis

Sistema cerrado
Cuando no hay flujode material a través de las fronteras del sistema, se habla de un sistema

Muchos análisis se pueden realizar usando este modelo. Un caso especial es cuando no hay ningún tipo de interacción con los alrededores. Entonces se habla de un sistema

cerrado.

aislado.

Volumen de control
En muchas situaciones es más conveniente estudiar el material contenido en una región del espacio, y queestá fluyendo a través de ella. En este caso se utiliza el volumen de control. Este modelo no reemplaza al concepto de sistema, sino que lo amplía al considerar aquellos casos que involucran velocidades y fuerzas aplicadas.

Volumen de control
Muchos procesos de flujo estable se estudian mejor utilizando el enfoque del volumen de control. Cuando se centra la atención en una región, es más...