Ecuaciones de transporte

En fenómenos naturales como las corrientes marinas, el viento atmosférico o la erupción de un volcán, al igual que en el flujo de agua en una turbina hidráulica o de gases en un motor de combustión interna, están involucrados ciertos procesos en donde se transportan distintas cantidades físicas, a saber, la masa, la cantidad de movimiento (o momento lineal) y la energía, los cuales denominamos procesos de transporte. Dichos procesos están regidos por los principios o leyes fundamentales de la física que establecen la conservación de la masa, el balance de la cantidad de movimiento, que no es otra cosa que la segunda ley del movimiento de Newton, y la conservación de la energía, dictada por la primera ley de la termodinámica. La expresión matemática de estos pricipios fundamentales aplicados a un fluido se conocen como las ecuaciones de transporte. En algunos textos también son denominadas ecuaciones de balance o ecuaciones de conservación de los fluidos.

A partir de los principios fundamentales, en este capítulo estableceremos las ecuaciones que rigen el transporte de masa, momento y energía en un fluido. Iniciaremos analizando los mecanismos principales de transporte conocidos como la difusión y convección.