¿Qué pasa si se deja abierto el envase?
Para responder esta pregunta hace falta conocer el estado físico del material, su presión de vapor y su densidad relativa al aire.
Estado físico
Este parámetro es relevante especialmente para tener en cuenta la posibilidad de derrames o fugas.
- Es caso más crítico es el de los gases ya que se almacenan bajo presión y si el envase estuviera abierto (es decir que estuviera abierta la válvula que cierra el tubo de gas), el gas se fuga rápidamente. Una vez que el gas salió de su envase no es posible contenerlo ni retirarlo del ambiente. Sólo se lo puede dispersar.
- Si se trata de un líquido y el envase quedó abierto se pueden dar dos situaciones. Se podría derramar en caso de que el envase se vuelque y se puede evaporar. Si se derrama se lo puede contener por medios adecuados como por ejemplo arena, aserrín o arcillas y luego se lo puede recoger. La posibilidad de evaporación depende de la presión de vapor del líquido. Esta propiedad se explica un poco más adelante.
- El caso de los sólidos es el más fácil de resolver, pero va a depender de el grado de compactación. En este sentido podríamos pensar dos estados extremos: el material está en un solo bloque (como ocurre con las maderas) y el material está en forma de polvo fino (como ocurre con la cal de construcción). En el primer caso, si el envase queda abierto el riesgo el mínimo ya que no podría derramarse, pero quedaría expuesto al contacto con otros materiales con los que podría reaccionar. En el otro caso, el sólido se puede derramar e incluso formar nubes de polvo si el material está formado por partículas muy pequeñas.
Presión de vapor
Uno de las propiedades físicas de los materiales es la presión de vapor e indica qué tan fuerte es el vapor que
genera el material como para poder evaporarse.
Para entender la utilidad de esta propiedad hay que entender primero qué es la presión atmosférica. En
términos muy simples, la presión atmosférica es el peso del aire que se encuentra encima de una superficie de 1 m2. Por
supuesto que en primer instancia uno supone que no puede pesar mucho dado que el aire es muy liviano. Sin embargo, el aire que se encuentra sobre una superficie de 1
m2 pesa al rededor de 10 toneladas. Es bastante, no? Esto se debe a la gran altura de la atmósfera (al rededor de 10 000 km, aunque más de la
mitad de su masa se concentra en los primeros 6 km).
Cuando revisamos los cambios de estado, vimos que el paso de líquido a gas puede ocurrir por dos
procesos. La ebullición implica un
aumento de la temperatura del material hasta alcanzar un valor que es diferente para cada uno. Al llega a ese valor, el líquido se convierte en gas y el material bulle en toda su
extensión (tal como se ve cuando hierbe el agua para los fideos).
El otro proceso es la evaporación y que ocurre a cualquier temperatura, pero sólo en la superficie del líquido. Hay una dependencia de la evaporación con la temperatura ya que a mayor temperatura, la evaporación es más rápida y sale más cantidad de materia de la superficie.
Visto a nivel molecular, cuando hay ebullición las moléculas pasan de líquido a gas en cualquier parte
del material y una vez convertidas tratan de salir del líquido porque tienen menor densidad. En cambio, en la evaporación sólo pasan de líquido a gas las moléculas que se encuentran en la
superficie. Estas moléculas que están en la superficie están en contacto con el aire que se encuentra sobre ellas y por lo tanto están soportando todo el peso de la atmósfera encima de
sí. Aquí es donde entra en juego el valor de la presión de vapor. En términos simples, la presión de vapor es la fuerza que tienen las moléculas de la superficie para vencer la presión
atmosférica que las está aplastando contra el líquido. Cuanto mayor sea la presión de vapor, más
rápidamente se va a evaporar el líquido.
Para tener una idea aproximada vamos a tomar de referencia la presión de vapor del agua y el alcohol etílico por ser
dos materiales usuales para los que tenemos una idea aproximada de su capacidad de evaporación. La presión de vapor del agua es de 17,5 mm de Hg o 2000 Pa y la del alcohol es de 43
mm de Hg o 6000 Pa. Las unidades no importan mucho en este momento salvo para poder comparar los valores con los demás materiales. Es decir, si queremos saber si un material es muy
volátil o no y tiene una presión de vapor de 50 Pa, lo comparamos con los 2000 Pa del agua y podremos concluir que no es muy volátil, pero si tuviera 150 000 Pa sabríamos que es muy
volátil y que si dejamos abierto un envase de este material, se evaporaría todo rápidamente. Lo mismo se podría plantear si el dato de presión de vapor que encontramos estuviera en mm de
Hg.
Una aclaración más en cuanto a las unidades. En algunos casos se puede encontrar
que la presión de vapor está medida en kPa en lugar de Pa. Pa significa Pascales y kPa significa kilo-Pascales. Al igual que ocurre con las distancias que las podemos medir en metros (m)
o en kilómetros (km), sabemos que 1 km es igual a 1000 m. Entonces 1 kPa equivale a 1000 Pa. Por ejemplo, si un material tiene una presión de vapor de 13 kPa, eso significa que tiene 13
000 Pa y entonces es muy volátil.
Densidad relativa del vapor
Esta expresión es similar a lo que vimos en el caso de la densidad relativa al agua. Siempre se informa un valor
numérico sin unidades que representa la relación entre la densidad del vapor y la densidad del aire. Si el valor es mayor a uno significa que el vapor es más denso que el aire y por lo
tanto irá hacia abajo, mientras que si el valor es menor a uno significa que el vapor es menos denso que el aire y por lo tanto irá hacia arriba.
Este factor es crítico para los vapores inflamables y los vapores tóxicos,
especialmente cuando el valor es mayor a uno. En estos casos el vapor se va a acumular en el suelo fuera del alcance de nuestro olfato que es el que nos puede alertar acerca de su
presencia. En la imagen que se encuentra a continuación se puede observar una fuga de cloro gaseoso que es más denso que el aire (Densidad relativa al aire = 3.21) y por lo tanto se
dirige hacia abajo.