Cómo plantear un balance de materia paso a paso

Por Daniel · Actualizado el 1 de noviembre de 2026

Casi todos los errores en balances de materia vienen de empezar a escribir ecuaciones antes de entender el proceso. Este método de siete pasos funciona igual para un mezclador que para un proceso con reciclo, purga y reacción.

La ecuación general

Para cualquier sistema y cualquier componente se cumple:

Entrada + Generación − Salida − Consumo = Acumulación

En estado estacionario la acumulación es cero. Si además no hay reacción, generación y consumo también son cero y queda simplemente entrada = salida para cada componente. Con reacción, la generación y el consumo se escriben con el grado de avance (lo vemos en la guía de conversión).

Paso 1: dibuja el diagrama de flujo

Dibuja cada equipo como una caja y cada corriente como una flecha con nombre (F1, F2…). Escribe sobre cada flecha todo lo que sabes de ella: flujo, composición, temperatura. Marca con un signo de interrogación lo que no sabes. Este dibujo te obliga a leer el enunciado completo y evita olvidar corrientes, que es el error más común en procesos con varios equipos.

Paso 2: elige una base de cálculo

Si el enunciado da un flujo, úsalo como base. Si solo da composiciones, elige una cantidad cómoda, por ejemplo 100 kmol o 100 kg de alimentación. Los resultados serán proporcionales y podrás escalarlos después. La guía de base de cálculo explica cuándo conviene tomarla en otra corriente.

Paso 3: decide si trabajas en masa o en moles

Con reacción química, trabaja en moles: las ecuaciones químicas están escritas en moles. Sin reacción, usa la base en la que vienen la mayoría de los datos. Si mezclas, convierte primero: una fracción másica no se puede usar directamente con un flujo molar (ver fracciones molares y másicas).

Paso 4: cuenta los grados de libertad

Antes de resolver, compara el número de incógnitas con el número de ecuaciones independientes. Si los grados de libertad son cero, el problema tiene solución única. Si son positivos, falta información; si son negativos, sobra y quizá los datos se contradicen. Hazlo para cada equipo y para el proceso completo: el equipo con cero grados de libertad es por donde debes empezar. El procedimiento está en la guía de grados de libertad.

Paso 5: escribe las ecuaciones

Escribe un balance por componente en cada equipo, más las relaciones que da el enunciado: fracciones conocidas, recuperaciones, conversiones, razones entre flujos o aire en exceso. Numera cada ecuación; te ayudará a explicar tu solución y a encontrar errores.

Paso 6: resuelve en el orden correcto

Busca primero ecuaciones con una sola incógnita y resuélvelas. Con cada valor nuevo, otras ecuaciones quedan con una sola incógnita. Cuando ninguna ecuación queda sola (típico en procesos con reciclo), resuelve juntas las ecuaciones que comparten incógnitas, como un sistema de ecuaciones simultáneas.

Paso 7: verifica

Comprueba que en cada equipo entra + se genera = sale, componente por componente, y que la masa total se conserva. Revisa también que ningún flujo sea negativo y que las fracciones sumen 1. Esta verificación toma un minuto y detecta la mayoría de los errores de signo o de captura.

La calculadora sigue exactamente estos pasos y los muestra en el procedimiento: diagrama, conversión de unidades, tabla de grados de libertad, ecuaciones numeradas, solución y verificación.

Preguntas frecuentes

¿Siempre hay que hacer el análisis de grados de libertad?

Conviene hacerlo siempre. En problemas sencillos toma segundos, y en procesos con varios equipos te dice por dónde empezar y te avisa si el enunciado está incompleto.

¿Qué hago si el problema no da ningún flujo?

Elige una base de cálculo, por ejemplo 100 kmol de alimentación. Las fracciones, conversiones y razones no dependen de la base.

Ejemplos resueltos relacionados

Sin reacción

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