Operaciones unitarias

OPERACIONES UNITARIAS

Siendo el primer paradigma de la Ingeniería química, las operaciones unitarias consisten en la división de procesos en una serie de etapas que se repiten en el transcurso de los mismos permitiendo su unificación y haciendo más sencillo su tratamiento lo cual posibilita su uso en cualquier tipo de industria. Dichas operaciones son aplicables de la misma manera aprocesos físicos y químicos, estos últimos se estudian en un campo paralelo a la ingeniería química llamado cinética de la reacción o ingeniería de las reacciones químicas y sus etapas se llevan a cabo regulando el flujo de materia y energía hacia y desde la zona de reacción, así mismo son utilizadas considerablemente en la realización de las etapas físicas de preparación de los reactantes, separacióny purificación de los productos, recirculación de los reactantes no convertidos y control de la transmisión de energía desde y hacia los reactores químicos. Todas las operaciones unitarias tiene en común una fuerza impulsora, al hablar de las operaciones físicas se tiene en cuenta en tres propiedades: en la materia dicha fuerza es igual a la diferencia de concentraciones, presiones, entre otros,en la energía esta fuerza se da cuando hay una diferencia de temperaturas en la masa, y en la cantidad de movimiento se trata de la diferencia de velocidades que existe entre dos zonas del fluido; en las operaciones químicas en relación con el aspecto cinético la velocidad de la reacción química depende de la temperatura y de las concentraciones de los reactivos.

Las operaciones unitarias,llamadas también operaciones básicas, se basan en la ciencia y en la experiencia, es decir, en la combinación de la teoría y la práctica para diseñar, construir, montar, hacer funcionar y conservar los equipos. Para su estudio son esenciales diferentes técnicas y principios científicos, de los cuales algunos son leyes elementales de física y de la química como la ley de la conservación de la materia,la conservación de la energía y la conservación de la cantidad de movimiento; y otros son técnicas especiales útiles en la ingeniería química, tales como el sistema de unidades (sistema internacionales de unidades), la conversión de unidades, las unidades y ecuaciones, análisis dimensional, varios conceptos básicos como ecuaciones de estados de los gases, balances de materia y balances deenergía, y símbolos.

Clasificación de las operaciones unitarias

Las operaciones unitarias se globalizan en cuatro grupos: mecánica de fluidos o por cantidad de movimiento, por transmisión de calor, por transferencia de materia, por transferencia de materia y energía simultáneamente.

MECÁNICA DE FLUIDOS
Los fluidos son sustancias que no resiste permanentemente a la distorsión, su conocimiento esesencial, no solamente para tratar los problemas del movimiento de los mismos a través de tuberías, bombas y cualquier otro tipo de aparatos, sino también para el estudio de diversas operaciones de separación que obedecen a la difusión y transferencia de materia y el flujo de calor. Dicho comportamiento es tratado por la rama de la ingeniería llamada mecánica de fluidos, que en este casopresenta dos ramas importantes: la estática de fluidos y la dinámica de fluidos que consiste en el movimiento de los fluidos cuando partes de los mismos se mueven con relación a otras.
La estática de fluidos trata los mismos en estado de equilibrio sin esfuerzo cortante, es decir, su condición de reposo, para esto se requiere que todos los elementos que lo componen se muevan a la misma velocidad, o sea,no se desplazan los unos a los otros por lo cual no hay escurrimiento, entonces el fluido está detenido. Los fluidos pueden ser compresibles o no compresibles según la variación de su densidad a condiciones de temperatura y presión determinadas.
La propiedad principal de un fluido estático es la presión, que es la fuerza superficial que ejerce un fluido sobre las paredes del recipiente que...