Los procesos se basan en fenómenos naturales. Las transferencias de calor y masa son las responsables de la evaporación del agua. Foto Lago Titicaca. Verónica Pinos.

Los tres fenómenos de transporte están relacionados y existen analogías entre ellos; sin embargo, se debe considerar que las analogías no son perfectas debido a dos causas: 1) la concentración de la cantidad de movimiento es una magnitud vectorial a diferencia de las concentraciones de calor y masa que son escalares y 2) El transporte de materia necesita de al menos dos componentes, a diferencia de los otros dos transportes que pueden producirse en un sistema de un solo componente.

Transferencia de calor https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Heat-transmittance-means1.jpg

Mecánica de fluidos, transferencia de fluidos hace referencia al transporte de cantidad de movimiento de un punto a otro. El fluido puede ser newtoniano si su viscosidad (resistencia a fluir) permanece constante a una presión y temperatura dada y no newtoniano si su viscosidad varía con la temperatura y con la tensión cortante que se le aplica. El movimiento se transfiere de dos maneras, de forma viscosa cuando la transferencia es perpendicular al movimiento del fluido y de forma cinética si la transferencia es paralela al movimiento del fluido.


Los perfumes se desarrollan en un proceso de lixiviación. https://eacnur.org/

Transferencia de calor hace referencia al transporte de calor de un punto a otro hasta que los cuerpos y su entorno alcancen el equilibrio térmico. El mecanismo de transferencia de calor a escala atómica se produce debido a los choques entre moléculas, dónde las partículas más energéticas le entregan energía a las menos energéticas. La transferencia de calor siempre ocurre desde un cuerpo más caliente a uno más frío, como resultado de la Segunda Ley de la Termodinámica. La transferencia de calor se da por conducción, convección o radiación. La conducción se produce únicamente entre sólidos y sólo ocurre si hay diferencias de temperatura entre dos partes del medio conductor. La convección se da por el intercambio de moléculas frías y calientes; se produce únicamente en líquidos y gases ya que sus átomos y moléculas son libres de moverse en el medio. La convección puede ser natural debido a la diferencia de densidades de la materia; o forzada, cuando la materia es forzada al movimiento. La radiación es independiente de la materia para su propagación; se debe a la energía emitida por la materia que se encuentra a una temperatura dada, esta se produce directamente desde la fuente hacia afuera en todas las direcciones. La transferencia de calor ocurre en operaciones unitarias como la destilación, evaporación y secado.

En un proceso de difusión las partículas se mueven de una región de alta concentración a una de baja concentración hasta obtener una distribución uniforme. Dicromato difundiéndose en agua. Verónica Pinos.

La transferencia de masa se da por la propensión de uno o más componentes de una mezcla al trasladarse desde la zona de mayor concentración hacia la zona de menor concentración. La transferencia cesa cuando se llega al equilibrio entre las fases debido a que ya no existe la fuerza impulsora. Este transporte puede ocurrir por difusión debido, generalmente, a un gradiente de concentración - másico (densidad o fracción másica) o molar (concentración o fracción molar) - que actúa como fuerza impulsora. También puede ocurrir por convección debido al movimiento del fluido. La transferencia de masa se da en operaciones unitarias como la destilación, absorción, evaporación, secado, lixiviación, filtración por membrana, etc. 

Bibliografía: 

• Bird, B., Stewart, W., & Lightfoot, E. (2006). Fenómenos de Transporte (2da ed.). Limusa Wiley.
  
• Calleja, G., García, F., Iglesias, J., De Lucas, A., & Rodríguez, J. (2016a). Nueva introducción a la Ingeniería Química. Volumen 1 (Edición: 1). Síntesis.
  
• Calleja, G., García, F., Iglesias, J., De Lucas, A., & Rodríguez, J. (2016b). Nueva introducción a la Ingeniería Química. Volumen 2 (Edición: 1). Síntesis.
  
• Cengel, Y., & Cimbala, J. (2006). Mecánica de Fluidos (1ra ed.). McGraw-Hill.
  
• Cengel, Y., & Ghajar, A. (2011). Transferencia de Calor y Masa: Fundamentos y Aplicaciones (4a ed). McGraw-Hill.
  
• Welty, J., Wicks, C., Wilson, R., & Rorrer, G. (2015). Fundamentals of Momentum, Heat, and Mass Transfer (6ta ed.). Wiley.