Transferencia de masa

TRANSFERENCIA DE MASA I
La columna de destilación es un equipo de transferencia de masa, equipo importantísimo
dentro de una refinería. Con esta materia se aprenderá a diseñar no sólo columnas de
destilación, sino también columnas de extracción, extractores, evaporadores, y otros
equipos más. Entonces, ¿se entiende la importancia de la cátedra de Transferencia de Masa
en la formaciónprofesional de un Ingeniero Químico?
El movimiento de las
La transferencia de masa se refiere al movimiento de
moléculas es siempre de una
moléculas en el seno de una fase, ya sea sólida, líquida
región de mayor hacia una
o gaseosa, debido a un gradiente de concentración, a
de menor concentración.
la energía térmica que se pudo añadir o a la presencia
de fuerzas externas. Estas moléculas sedesplazan de una región de mayor concentración a
una región de menor concentración, y nunca al contrario, análogamente a lo que sucede en
la transferencia de calor, donde la transferencia de energía se da de una región de mayor
temperatura hacia una región de menor temperatura y no al revés.

Lo que siempre hay que recordar es que para que exista transferencia de masa debe haber
un gradiente deconcentraciones.
A la transferencia de masa, de una mayor a una menor concentración,
se la conoce también como difusión.

Transferencia de
masa = Difusión

Un clásico ejemplo de trasferencia de masa en fase gaseosa se ve al aplicarnos una gota de
perfume en la cara. Una vez que el perfume ha entrado en contacto con nuestro rostro e
incluso antes, cuando se abre la botella, éste se difundehacia los alrededores dándose la
transferencia de masa en las tres direcciones del espacio: x, y, z. La mayor concentración
del perfume está en nuestra cara, una concentración un tanto menor se presentará en las
personas más cercanas a nosotros, y así irá disminuyendo a medida que aumenta la
distancia entre los demás y nosotros hasta que, finalmente, habrá un punto en el que el
aroma delperfume no se perciba.
El gradiente de concentraciones del perfume está desde nuestra cara hasta la persona que
no percibe su olor. Es así, que se establece el perfil de concentraciones.

Se define como perfil de concentraciones a la relación:

Cuando se considera la difusión en las tres direcciones, al perfil de concentraciones se lo
representa por
:
(

*

[

]

Es mucho más comúnque la difusión se dé en
las tres direcciones del
espacio.

De cualquier modo, perfil es la variación de la concentración con respecto al camino de la
difusión.
Sin embargo, analizar la transferencia de masa en las tres direcciones del espacio resulta
un tanto complicado, sobretodo porque los modelos son complejos. Por tal razón, se
analiza la variación de la concentración con respecto auna sola dirección.
Otro ejemplo de difusión en fase gaseosa se muestra en las bolitas de naftalina. Cuando se
percibe naftalina, se está llevando a cabo un proceso de transferencia de masa de naftalina
hacia el aire, que en este caso constituye la fase gaseosa.
Cuando llueve se está dando un proceso de transferencia de masa en fase gaseosa, pues
mientras la gota cae se difunde hacia el aire,de ahí que el aire se humidifica. El diámetro
de la gota va disminuyendo, y con ello ésta va perdiendo volumen.
Pero también es posible una transferencia de masa en fase líquida, fenómeno que se
percibe claramente el momento que se prepara una taza de café. Cuando se coloca un
terrón de azúcar en el café, éste se difunde en el líquido. Está claro que el soluto es el
azúcar, que se difunde enuna fase líquida que es el café.
Es posible expresar la variación de la concentración respecto al tiempo:

Cuando la expresión
es igual a 0 se está hablando de un proceso en estado estacionario.
Consecuentemente proceso estacionario será aquel que cumpla:

Los procesos industriales son generalmente no estacionarios. Por eso, cuando se enciende
la máquina de una industria, se espera a...