Operaciones Unitarias 2024-1
INTRODUCCIÓN A LAS OPERACIONES UNITARIAS
12 de mayo del 2024
En esta ocasión, exploraremos un tema fundamental en el campo ingenieril: Las Operaciones Unitarias. Si alguna vez te has preguntado qué son exactamente las operaciones unitarias y por qué son tan importantes en la industria, ¡este blog es para ti!.
Para este caso te queremos resumir didácticamente las operaciones en los siguientes parámetros:
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Origen y evolución: Las operaciones unitarias se originaron en la ingeniería química, donde se desarrollaron herramientas de cálculo específicas. Con el tiempo, estos conocimientos se han aplicado a diversas industrias y se han adaptado a las características únicas de las materias primas.
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División de procesos: Para facilitar el análisis y la optimización, los procesos largos y complicados se dividen en etapas individuales simples, cada una de las cuales se conoce como una operación unitaria. Esta división facilita la comprensión y el diseño de cada etapa del proceso.
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Objetivos de las operaciones unitarias: Si bien es importante obtener el óptimo de producción, también se enfatiza la necesidad de garantizar la máxima calidad del producto final. Esto destaca la importancia de un cálculo exhaustivo y cuidadoso en el diseño de las operaciones unitarias para minimizar el deterioro del producto final durante el procesamiento.
Entonces, ¿Qué son las Operaciones Unitarias?
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Definición y función: Las operaciones unitarias son la expresión más básica e indivisible de un proceso de transformación en la industria. Pueden ser de naturaleza física, química, biológica o mecánica, y representan las actividades fundamentales en las que se incorporan materiales o materias primas para realizar una función específica.
Para reforzar te dejamos el análisis de tres conceptos referentes a las Operaciones Unitarias:
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(Ibarz & Ribas, 2005) consideran que “El estudio sistemático de las Operaciones Unitarias arranca de la ingeniería química, donde se desarrollaron las herramientas de cálculo de estas. Posteriormente, todos estos conocimientos se han ido aplicando a la industria, y al mismo tiempo se han adaptado a la naturaleza singular y distintiva de las materias primas sobre las que se deben aplicar estos mecanismos de cálculo. Siempre es importante resaltar que no solo es necesario obtener el óptimo de producción, sino que el producto final de toda la serie de operaciones debe ser un producto de máxima calidad. Ello hace las operaciones unitarias sea fundamental, en el calculo exhaustivo y esmerado, con el fin de obtener etapas de procesado que impartan el mínimo deterioro en el producto final.”
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(Gonzáles, 2021) menciona que “Cuando en la industria química o áreas afines se quiere preparar o sintetizar algún producto a partir de materia prima por medio de un proceso largo y complicado, resulta conveniente dividir este proceso en etapas individuales simples que sean fáciles de analizar por separado. Estas etapas individuales que involucran un solo cambio o transformación se denominan operaciones unitarias.”
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Según (ECURED, 2023) “Es la expresión más sencilla e indivisible de un proceso de transformación de un producto en la industria, puede ser físico, químico, biológico o mecánico. Estas operaciones constituyen la base de la industria química y de transformación de materiales y puede definirse como un área del proceso o un equipo donde se incorporan materiales, insumos o materias primas y ocurre una función determinada, son actividades básicas que forman parte del proceso.”
Si quieres oír datos curiosos, que reforzaran lo antes mencionado, observa el siguiente video de YouTube:

En el vasto campo de la ingeniería de procesos, las operaciones unitarias son la piedra angular de muchas industrias. Estas operaciones se clasifican en cuatro categorías principales, cada una desempeñando un papel crucial en la transformación de materias primas en productos finales.
En la siguiente sección exploraremos las diferentes categorías de operaciones unitarias, desde la transferencia de masa y calor hasta la separación físico-mecánica, descubriendo cómo cada una contribuye de manera única a los procesos industriales modernos.
¿Cómo se clasifican las Operaciones Unitarias?
Aquí te dejamos una explicación fácil de recordar, sobre cada tipo de operación unitaria, junto con ejemplos para ilustrar cada concepto:
Operaciones de transferencia de masa
En estas operaciones, se busca el movimiento de una o más sustancias de un lugar a otro. Esto puede ser desde la fase líquida a la fase gaseosa (evaporación) o viceversa (condensación), o incluso entre dos fases líquidas o sólidas (extracción).
Ejemplo básico:
Cuando se seca la ropa al sol, el agua en la ropa mojada se evapora y se transfiere al aire, lo que
es un proceso de transferencia de masa.
Otras operaciones:
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Destilación
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Absorción
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Cromatografía
En la Transferencia de masa, un ejemplo clásico de destilación como operación unitaria es la destilación del petróleo crudo en una refinería para producir una variedad de productos derivados del petróleo, como la gasolina, el diésel, el queroseno y otros combustibles y productos químicos. Aquí está un resumen de cómo funciona esta operación:
Operaciones de transferencia de calor
Estas operaciones implican el movimiento de energía térmica de un lugar a otro debido a una diferencia de temperatura. Pueden ser procesos de calentamiento (ganancia de calor) o enfriamiento (pérdida de calor).
Ejemplo básico:
Cocinar en una estufa de gas, donde el calor se transfiere desde la llama a la olla y luego a los alimentos, es un proceso de transferencia de calor.
Otras operaciones:
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Condensación
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Ebullición
Operaciones de transferencia de momento (flujo de fluidos)
Estas operaciones se centran en el movimiento de los fluidos y la transferencia de momentum (momento) en un sistema. Esto incluye el estudio de la velocidad, la presión y la densidad de los fluidos en movimiento.
Ejemplo básico:
El flujo de agua a través de una tubería, donde la presión del agua y su velocidad cambian debido a la forma y el diámetro de la tubería, es un ejemplo de transferencia de momento.
Otras operaciones:
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Filtración
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Sedimentación
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Centrifugación
Operaciones de separación físico-mecánicas
Estas operaciones se utilizan para separar los componentes de una mezcla física mediante métodos mecánicos, como la filtración, la centrifugación o la tamización.
Ejemplo básico:
La separación de la harina de trigo de las impurezas mediante un tamiz es un proceso de separación físico-mecánica.
Otras operaciones:
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Separación magnética
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Flotación
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Separación por gravedad
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Tamizado por aire







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En diversos sectores industriales, como los procesos químicos, físicos, biológicos y de alimentos, se observan similitudes notables en la manera en que los materiales de entrada son transformados o procesados con el propósito de obtener materias primas para la producción final o intermedia. Esta realidad permite agrupar estos procesos en una serie de etapas discretas y específicas, denominadas operaciones unitarias.
¿Cuál es el campo de aplicación de las Operaciones Unitarias en la Industria?
Esquemas de cada una de las industrias
Química:
Farmacéutica:
Alimentaria:
Petroquímica:
Metalúrgica:
Aquí también te dejamos algunos videos que te podrían ayudar:






Conclusiones:
Las operaciones unitarias son esenciales en la industria para dividir los procesos en etapas manejables y garantizar la calidad del producto final. Se clasifican en categorías como transferencia de masa, transferencia de calor, procesos mecánicos y reacciones químicas. Estas operaciones son fundamentales en diversos sectores industriales y su comprensión es crucial para diseñar sistemas y equipos adaptados a las necesidades específicas de cada proceso. Aunque diversas, todas comparten el objetivo de manipular y transformar materiales de manera controlada y eficiente para obtener productos deseados con propiedades específicas. Su comprensión es esencial tanto en el ámbito académico como profesional de la ingeniería.
Bibliografía:
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ECURED. (2023). Operaciones Unitarias. Obtenido de https://www.ecured.cu/Operaciones_Unitarias
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Gonzáles, A. (28 de Junio de 2021). Operaciones unitarias. Obtenido de Lidefer: https://www.lifeder.com/operaciones-unitarias/
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Ibarz, A., & Ribas, A. (2005). Operaciones unitarias en la ingeniería de alimentos. México: Mundi-Prensa Libros.
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Treybal, R. E. (s.f.). TRANSFERENCIA DE MASA. Segunda Edicion.
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Cefla, C. O. (abril de 2015). bibdigital. Obtenido de bibdigital: https://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/10365/3/CD-6164.pdf
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Franco, B. E. (2019). Operaciones Unitarias Farmaceuticas.
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Ibarz, A., & barbosa, G. (2005). OPERACIONES UNITARIAS EN LA INGENIERIA DE ALIMENTOS.
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McCabe, W., Smith, J., & Harriott, P. (1991). Operaciones Unitarias en Ingeniería Química. España.
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Vallejo, M. A. (14 de marzo de 2013). ambiente.gob. Obtenido de ambiente.gob: https://www.ambiente.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2013/03/PART3.pdf
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Foust, A. S., Clump, C. w., Andersen, L. B., Wenzel, L. A., & Maus, L. (s.f.). Principios de Operaciones Unitarias.