PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS MATERIALES PELIGROSOS
Cmte. Juan Manuel López H.
❑Expectativas del Curso,
❑¿Qué me gustaría aprender durante
esta sesión?
Objetivos
1.Conocerán propiedades físicas y químicas de los materiales peligrosos.
de
manera general las
2.Realizaran una mejor interpretación y toma de decisiones cuando revisen
las hojas de
datos de
seguridad de
los materiales peligrosos.
Conceptos Básicos
TerminologíaRango De ExplosividadPartículas Beta
•••
Punto De Fusión Gravedad
Especifica
Presión De Vapor.Temperatura De Ignición
••
Punto De Ebullición
LIE
Temperatura
...
Es una magnitud escalar que se define como la cantidad de energía cinética de las partículas de
una masa gaseosa, líquida o sólida.
Cuanto
mayor
es
la
velocidad de
las
partículas,
mayor es la temperatura y viceversa.
La medición de la temperatura está relacionada con la noción de frío (menor temperatura) y de calor (mayor
temperatura)
Escalas para medir la
temperatura
LA ESCALA CELSIUS.
También conocida como “escala
centígrada”, es la más utilizada junto con la escala Fahrenheit.
En esta escala, el punto de
congelación del agua equivale a 0 °C (cero grados centígrados) y su punto de ebullición a 100 °C.
Escalas para medir la
temperatura
LA ESCALA FAHRENHEIT.
Es la medida utilizada en la mayoría de los países de habla
inglesa.
En esta escala, el punto de congelación del agua ocurre a los 32 °F (treinta y dos grados Fahrenheit) y su punto de ebullición a los 212 °F.
Escalas para medir la
temperatura
LA ESCALA KELVIN.
Es la medida que suele utilizarse en
ciencia
establece
el
“cero
absoluto” como punto cero, lo supone que el objeto no desprende calor alguno y equivale a -273.15 (grados centígrados).
que
Escalas para medir la
temperatura
LA ESCALA RANKINE.
Es la medida usada comúnmente
en
Estados
Unidos
para
la
medición termodinámica y los
de
temperatura define Fahrenheit
se
al
medir
grados
sobre el cero absoluto, por lo que
carece bajo cero.
de
valores
negativos
Temperatura crítica
... temperatura
de
una
sustancia alta
es la
la que
más
puede existir como líquido o gas.
Por encima de esta temperatura, pasará
la
sustancia
una
fase
diferente
¿Cómo influye la temperatura crítica
en una emergencia?
Expansión rápida:, la sustancia se transforma en un fluido supercrítico, con propiedades intermedias entre líquido y gas, aumentando la propagación del incendio.
Si temperatura crítica por ejemplo:
una
sustancia
alcanza
su
Mayor presión y reactividad: en este estado puede disolver sólidos y gases mas fácilmente, y generar reacciones inesperadas
En drásticamente no líquido,
un
incendio,
va comportamiento,
cambiar
su poder existir importar
al
ya
en la
estado presión
sin
aplicada puede generar:
Dificultad para extinguir: su comportamiento no sigue las reglas de los líquidos o gases normales.
Riesgo de explosión: el aumento de presión
puede causar rupturas o explosiones
Es relevante cuando:
Hay incendio como propano, dióxido de carbono o amoniaco
recipientes
con
sustancias
involucradas
en
el
anhidro, que tienen temperaturas críticas relativamente
bajas, expuestos a un esfuerzo térmico.
Propano
96.7°C
Dióxido de carbono
31.0°C
Amoniaco anhidro
132.4°C
Punto de ignición
...
Temperatura
mínima
de
un
líquido, vapores suficientes
la
cual
se para
emiten formar
una mezcla inflamable con el aire.
Se fuente retira se apaga.
inflama
en ignición,
contacto
con una si
de
pero
se
¿Cómo afecta una
emergencia?
Es
importante considerar el
punto de
ignición,
como
base para determinar la facilidad con la que los vapores alcanzar esta
al encenderse.
aire
libre
pueden
temperatura y
Si es una fuga, los vapores pueden encontrar una fuente
de ignición y regresar encendidos a su punto de origen.propagación temperatura de los combustibles encendidos iniciales.
Facilitará la
del
fuego
al
elevar
la
El combustible que tiene el punto de ignición más bajo,
aportará la punto de ignición más alto alcancen su temperatura y
energía para que
otros
combustibles
con
enciendan.
Temperatura de ignición
... Temperatura mínima que
debe
alcanzar
una
substancia para encenderse inflamarse.
sigue
ardiendo, aunque se
retire la.
fuente de ignición
Punto de autoignición
... Temperatura mínima a
la cual un combustible
emite vapores, que en presencia de aire u otro
comburente, comienza a
arder sin necesidad de aporte de una fuente de
ignición.
También conocida como
temperatura de autoignición
Es la temperatura mínima a la que un material se enciende espontáneamente, sin
necesidad de una fuente externa de calor.Si hay una fuga en un entorno dónde se alcance la temperatura de ignición, por ejemplo en espacios cerrados, el material puede alcanzar su temperatura de ignición sin necesidad de una fuente de calor externa, se pueden encender con superficies
calientes, por compresión y por supuesto chispas.
También pueden generar reacciones químicas con otros compuestos, generando
compuestos tóxicos o inflamables.
Materiales con baja temperatura de ignición:
Hidrógeno
500°C
Acetileno Metano Propano Butano Monóxido de carbono
305°C537°C470°C405°C609°C
•••••
Punto de fusión
... Temperatura a la cual
una sustancia sólida
cambia de estado y se convierte en líquida.
°F
¿Cómo influye el punto de fusión en
una emergencia?
Durante comportamiento de la sustancia y de la emergencia.
un
derrame, fuga
incendio, el
punto
de
fusión influirá
en
el
En un derrame: si el punto de fusión es bajo, la sustancia puede derramarse
fácilmente
aumentando
el
espejo
de
evaporación y
el
área
de
contaminación, reduciendo su propagación, y dificultando su limpieza.
pero
si
es
alto,
el
material puede mantenerse sólido
En una fuga: un punto de fusión bajo puede ayudar a evaporar la sustancia,
generando vapores tóxicos o
inflamables, un punto alto puede bloquear
tuberías o sistemas de contención.
En un incendio: un punto bajo puede hacer que el material fluya al fundirse, propagando el incendio, si el punto es alto, puede llegar a resistir el calor,
pero
si
alcanza
su
temperatura
de
ignición, puede arder de
manera
explosiva
¿Porqué pueden explotar los materiales con alto punto de fusión?
l comportamiento de estos materiales puede volverse peligroso por
Acumulación de calor: requieren de altas temperaturas para fundirse por lo que pueden absorber grandes cantidades de energía, antes de cambiar de estado , lo que puede provocar un aumento repentino de temperatura en el entorno del incendio
Liberación súbita de gases: pueden descomponerse térmicamente en lugar de fundirse, liberando gases
inflamables de manera abrupta, que al alcanzar su temperatura de ignición pueden generar explosiones .
Expansión rápida: al fundirse pueden generar una expansión violenta especialmente si está
contenida en un espacio cerrado .
Reacciones exotérmicas: al reaccionar con el oxígeno o con otros compuestos presentes, generando reacciones altamente energéticas, que pueden intensificar el fuego o causar explosiones .
Algunos ejemplos de estos materiales
con un alto punto de fusión
Este tipo de fenómenos es común en materiales como
metales alcalinos, compuestos orgánicos y plásticos
industriales:
Carburo de Tantalio y Hafnio
3990°C
Grafito
3652°C
Tungsteno Renio Tantalio
3420°C3180°C2966°C
•••
Punto inicial de ebullición
... Temperatura en la que la
presión de vapor de un líquido es
igual a la presión atmosférica de referencia (101.3 kPa), es decir la temperatura a la que aparecen
las primeras burbujas de vapor
líquido.
¿Cómo influye el punto inicial de
ebullición en una emergencia?
❑Determina la temperatura a la que la sustancia comienza a transformarse en
gas.❑En evaporarse rápidamente y alimentar el fuego, si su punto de ebullición es alto, la sustancia puede permanecer líquida por más tiempo, pero al alcanzar su
incendios: un
punto
de
ebullición
bajo,
hace
que
la
sustancia
pueda
temperatura de ignición puede arder de manera explosiva.
❑En fugas de sustancias volátiles: estas sustancias generan vapores inflamables que pueden encenderse con facilidad, pero si tienen un punto de ebullición más tiempo
alto,
la
sustancia
puede
tardar
en
evaporarse
aunque
puede
generar acumulaciones peligrosas en espacios cerrados .
❑En derrames químicos: con bajo punto de ebullición, la sustancia se evaporará riesgo un permanecerá en estado líquido por más tiempo lo que facilitará su contención
rápidamente, inflamables, si
aumentando sustancia
el tiene
de punto
exposición a ebullición
vapores alto
tóxicos derrame
la
de
el
pero puede generar riesgos de contacto directo
Ejemplos de sustancias con puntos
iniciales de ebullición altos y bajos
Sustancias con puntos de ebullición bajos -42°C 56°C34°C-34°C-161°C
Propano Acetona Eter Dietilico
Cloro Metano
Sustancias con puntos de ebullición altos
ácido sulfúrico aceite de motor Mercurio Tungsteno
337°C300°C356°C1749°C5555°C
Plomo
Atención, este valor te indicará:
Si la sustancia tiene un punto de ebullición inicial bajo, como el
Propano -42°C, El Cloro -34°C, el amoniaco anhidro -33.4°C A
temperatura y presión normal* se encontrará en forma de gas.
Si
la
sustancia tiene un
punto
de
ebullición alto,
estará
en
estado líquido a temperatura y presión normal
Ácido acrílico 141°C, Acrilato de etilo 99.8°C, Ácido clorhídrico
48°C
Si una sustancia está contenida en un tanque como en el caso del
Amoníaco Anhidro, la temperatura a la cual se encuentra en estado
líquido ebullición –33.4°C
en
el
interior,
será
el
equivalente
su
punto inicial
de
(*TPN: Temperatura y Presión Normal 25°C y 760 mmHg)
Punto de sublimación
...
Es
aquella temperatura
la
cual
dicho
compuesto pasa de la fase sólida a la fase
gas
directamente,
sin
pasar
por
la
fase
líquida,
mediante
el
mecanismo
de
sublimación. Algunos sólidos, como el yodo
o la quinina, experimentan dicha transición
de fase.
¿Cómo influye esta propiedad en
un incendio, o fuga?
Incendios: el Yodo o el Dióxido de Carbono, en su forma de
hielo seco, al sublimarse en lugar de fundirse generan vapores
que altas temperaturas toxicidad o inflamabilidad.
van
afectar la
propagación del
incendio, aportando
En cerrados puede generar vapores peligrosos sin haber una fase liquida, lo que dificulta la detección al no haber un derrame, y
fugas y
derrame: si
la
sustancia
sublima
en
espacios
la presencia de contaminación en el área.
Ejemplos de sustancias que
subliman
Dióxido de carbono como hielo seco➢
➢Naftalina (sus vapores pueden ser inflamables)➢Yodo, sus vapores son tóxicos
➢Arsénico, sus vapores son venenosos
➢Ácido Benzoico
➢Azufre
Estados de la materia
La condición en que se encuentra una substancia es
determinada por ...
Su punto de fusión
Su punto de ebullición
La temperatura
¿Cómo influye el estado físico del material en
un incendio, fuga o derrame?
¿Cómo influye el estado físico del material en un incendio, fuga o
En incendios:
derrame?
Gases
•Se dispersan rápidamente y pueden formar mezclas
explosivas con el aire
•Pueden evaporarse y generar vapores inflamables, aumentando la propagación del fuego.
Líquidos
•Algunos se funden y fluyen propagando el incendio.•Otros hacen pirólisis descomponiéndose y liberando componentes inflamables o tóxicos
Sólidos
¿Cómo influye el estado físico del material en
un incendio, fuga o derrame?
En fugas:
•Se expanden en el ambiente y se pueden acumular en espacios
Gases
cerrados, incrementando el riesgo de explosión, asfixia o
intoxicación.
•Pueden evaporarse y generar vapores inflamables, o tóxicos, pueden penetrar el suelo y contaminarlo o escurrir a arroyos, ríos, bordos contaminando el agua
Líquidos
•Si son volátiles, pueden sublimar y contaminar el aire.•Pueden ser dispersados por acción del viento o arrastrados por
Sólidos
agua contaminando
¿Cómo influye el estado físico del material
en un incendio, fuga o derrame?
En derrames:
Gases
⚬Al evaporarse pueden formar mezclas explosivas y/o tóxicas con el aire. O Al contacto pueden congelar
licuados
Líquidos
⚬S
e esparcen rápidamente y pueden infiltrarse en el suelo o cuerpos de agua causando contaminación
Sólidos
⚬Pueden disolverse o reaccionar con el medio ambiente generando residuos peligrosos., Pueden ser arrastrados por el agua o el viento dispersándolos
Límites de explosividad
Límite inferior de explosividad (LIE); inflamabilidad inferior:
Límite superior de explosividad
(LSE); inflamabilidad superior:
La concentración mínima de
La concentración máxima de cualquier vapor o gas (% por
cualquier vapor o gas (% por
volumen de aire), que se inflama o explota si hay una fuente de ignición presente a la temperatura ambiente.
volumen de aire), que se inflama
o explota si hay una fuente de ignición presente a la temperatura ambiente.
Límites de explosividad
Demasiado abundante
Límite Superior de Explosividad
% de vapor de la substancia
Límite Inferior de Explosividad
Demasiado escaso
Límites de explosividad
LIE Y LSE PARA EL MONOXIDO DE CARBONO
Límites de explosividad
LSE (% Vol.)
Substancia
LIE (% Vol.)
Butano
2.0
8.5
Propano
2.2
9.5
Monóxido de
12.5
74.0
carbonoAcetileno
2.5
100.0
Gas natural
4.5
14.5
Amoniaco
>16.0
25.0
¿ Cómo influye el rango de
explosividad en una emergencia?
Fuga de gases inflamables: al alcanzar el límite inferior
de explosividad (LIE), cualquier chispa o fuente de calor puede producir una explosión.
Recipientes contienen gases inflamables:
expuestos a inflamables esfuerzo
esfuerzo o puede
térmico, gases ocasionar un
que licuados
el
térmico
incremento de volumen y de presión, pudiendo generar
explosiones.
Espacios
confinados:
se
puede
alcanzar
el
LIE,
aumentando el riesgo de explosión.
La medición de atmósferas explosivas
se hace con un explosímetro
el explosímetro marca el 100% de explosividad, la mezcla estará al menos en el Límite Inferior de Explosividad.
Cuando
El monitoreo de explosividad debe ser permanente, se debe evitar trabajar en una atmósfera explosiva, debes ventilar para evitar esta equipos que explosión, puedes usar la ventilación hidráulica si la sustancia no
condición,
no
ventiles con
no
sean
prueba de
reacciona con el agua.
El incrementarse la
rango
de
inflamabilidad temperatura o
se
modifica disminuir,
en tómalo siempre
sus
límites
al en
cuenta
Solubilidad en agua
Soluble en todas las proporciones
(“miscible”)
(Parcialmente soluble)
Insoluble (“inmiscible”)
¿ Cómo influye la solubilidad en agua en una emergencia química?
⚬Determinará si un derrame se dispersara en el agua o permanecerá en una fase separada, sustancias altamente solubles pueden contaminar cuerpos
Derrames
de agua rápidamente, dificultado su contención, las poco solubles formarán
capas superficiales o precipitados, que requieren remediación diferente.
⚬Una sustancia soluble en agua, facilita su extinción con agua, al diluir reduce su inflamabilidad, algunas sustancias solubles pueden generar reacciones peligrosas, como reacciones exotérmicas o gases tóxicos
Incendios
⚬La solubilidad de gases o líquidos volátiles la solubilidad en agua afecta su mitigación, sustancias
Fugas
propagación y
la
estrategia
de
solubles pueden
disolverse en fuentes de agua, aumentando el riesgo de contaminación, con
las insolubles pueden requerir barreras físicas o absorbentes específicos para
su control
Presión de vapor
… La presión ejercida en las
paredes de un recipiente, por los vapores que
escapan del líquido.
¿Cómo influye la presión de
vapor en una emergencia
química?
Es un factor crucial en emergencias
químicas
Determina su volatilidad y su capacidad de dispersión en el medio ambiente.
Derrames y fugas
Las
sustancias con alta presión
de
vapor tienden
evaporarse
rápidamente, atmósferas inflamables o tóxicas, ocurre en
generando
si
esto
un
espacio
cerrado
la
concentración
de
vapores concentraciones peligrosas.
puede
alcanzar
Incendios
La rapidez con la que los vapores de una sustancia se difunden en la atmósfera, mezclándose con el
aire , influyen en la formación de
mezclas presión de vapor, mas probable es generación de
inflamables,
mayor
la
una
atmósfera
explosiva en
presencia de
una
fuente de ignición.
Toxicidad y exposición
Una sustancia con alta
presión de vapor estará más
fácilmente en condiciones de ser inhalada aumentando el
riesgo de intoxicación.
Gravedad específica
... el peso de un sólido o líquido
comparado contra el peso de un volumen similar de agua.
Gravedad específica
Aceite típico = 0.8❑
(flota en el agua)
Agua = 1.0❑
Acero = 7.8❑
(se sumerge)
Gravedad específica y su impacto
en una emergencia química.
Determinará su comportamiento en relación al agua y otros líquidos.
Toxicidad y
Derrames y fugas
Incendios
contaminación
⚬Con una
El líquido
Sustancias con
GE>1 pueden acumularse en el fondo de cuerpos de
Gravedad Específica > 1 será más densa que el agua y
inflamable con una GE>1 flotará aumentando
tenderá a
agua o
la superficie
hundirse en ella dificultando su remoción⚬Con una GE<1
drenajes,
de evaporación, generando un mayor riesgo
generando
una contaminación persistente
flotará
de incendio o
facilitando su
agravándolo.
contención y recuperación
GE>1
GE<1
Cloruro de sodio
Hidrocarburos
⚬⚬
Ácidos
Gasolina Aceite de motor 0.88
0.72
⚬⚬⚬
Nítrico Acético Clorhídrico
1.511.04 1.639
Alcoholes
Etanol
0.79
Bases
Isopropílico 0.78Metanol
⚬⚬⚬
Hidróxido de sodio Hidróxido de potasio 2.12Hidróxido de bario
2.13
0.81
2.65
En términos prácticos
La gravedad específica nos ayudará a determinar si la
sustancia flotará o se hundirá en el agua y en otros
líquidos.
Otras aplicaciones por ejemplo:
La espuma contra incendios AFFF, ( Aqueous Film Forming
Foam) tiene una gravedad específica cercana a la del agua (1) según la concentración lo que facilita que flote
sobre ella.
⚬⚬
AFFF 1% AFFF 3%
1.03 +-0.021.01 +-0.02
AFFF 6%
1.01 +-0.02
¿Sólo para apagar
incendios?
No,
la
espuma
AFFF
al
ser
aplicada
sobre
derrames
de
productos inflamables, gracias a gravedad específica cercana agua,
su al
la
del
impide
la
evaporación
formación
de
mezcla de vapores –aire.
Densidad del vapor
… término utilizado para
describir el peso en volumen
de un gas o vapor.
Densidad del vapor …
Hidrógeno = 0.7
Aire = 1.0
Cloro = 2.5
Partículas radiactivas
Las substancias radiactivas emiten tres tipos de radiación:
Alfa: consisten en pesados núcleos de helio que comprenden dos protones y dos neutrones unidos.
Beta: son electrones de alta
velocidad, muy ligeros y cargados
negativamente.
Rayos gamma: son muy penetrantes
y solo pueden detenerse mediante bloques de hormigón y plomo.
Partículas radiactivas
Radiación ionizante
La transferencia de energía
en forma de partículas u ondas electromagnéticas de
una longitud de onda de 100
nanómetros o menos o una frecuencia de 3 X 10¹⁵ Hertz o más, capaz de producir iones
directa o indirectamente.
Estados de la materia
Sólido: Mantiene su forma y tamaño bajo condiciones normalesLíquido: Se desliza o mueve fácilmente y tiene un
volumen, pero no tiene forma.
Gas: Se expande y comprime fácilmente y no tiene forma ni volumen propio.
Propiedades Físicas
De los sólidos, líquidos y gases, que
pueden afectar el comportamiento del material fuera del contenedor.
Densidad de vaporSolubilidad en agua
••
Gravedad específica
Punto de ebullición
Propiedades químicas
Propiedades químicas
La toxicidad peligrosa para la vida y el medio ambiente y la capacidad de quemarse o explotar.
Nivel tóxico❖
Corrosión❖Radiactividad*❖Punto de ignición (inflamación)*❖
Temperatura de Ignición*❖
Capacidad de oxidación❖Reactividad / Inestabilidad❖Reactividad con el aire o el agua❖
Propiedades Químicas …
Propiedades no exclusivamente químicas.
La temperatura es una propiedad física, ✓
pero el punto de ignición y la temperatura
de ignición expresan una propiedad
química.
La radiactividad no es una propiedad ✓química, pero representa un grave peligro
para los seres vivos.
Propiedades Químicas …
Toxicidad
Concentración letal media; concentración letal 50 (CL
):₅₀
❖Es la concentración de una sustancia como gas, vapor, neblina o polvo en el aire, calculada estadísticamente, a cuya exposición se espera que mueran el 50% de los
animales de experimentación.
❖Cuando se trata de vapores o gases, se expresa en ppm y
cuando son polvos o neblinas se expresa en mg/l o en
mg/m³.
Propiedades Químicas …
Toxicidad
Propiedades Químicas …
Toxicidad
Dosis letal media; dosis letal 50 (DL
):₅₀
Es la cantidad de una sustancia (miligramos
o gramos por kilogramo corporal del sujeto de prueba) obtenida estadísticamente, y
que administrada por vía oral o dérmica,
matará al 50% de un grupo de animales de
experimentación.
Propiedades Químicas …
Propiedades Químicas …
Propiedades Químicas …
Propiedades Químicas …
Propiedades Químicas …
Propiedades Químicas …
Propiedades Químicas …
Propiedades Químicas …
Propiedades Químicas …
Propiedades Químicas …
Evaluación
Se hará mediante el uso de las HDS de varias
substancias.
PropFisicasQuimMATPELp.pdf
Juan Manuel
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PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS MATERIALES PELIGROSOS
Cmte. Juan Manuel López H.
❑Expectativas del Curso,
❑¿Qué me gustaría aprender durante
esta sesión?
Objetivos
1.Conocerán propiedades físicas y químicas de los materiales peligrosos.
de
manera general las
2.Realizaran una mejor interpretación y toma de decisiones cuando revisen
las hojas de
datos de
seguridad de
los materiales peligrosos.
Conceptos Básicos
TerminologíaRango De ExplosividadPartículas Beta
•••
Punto De Fusión Gravedad
Especifica
Presión De Vapor.Temperatura De Ignición
••
Punto De Ebullición
LIE
Temperatura
...
Es una magnitud escalar que se define como la cantidad de energía cinética de las partículas de
una masa gaseosa, líquida o sólida.
Cuanto
mayor
es
la
velocidad de
las
partículas,
mayor es la temperatura y viceversa.
La medición de la temperatura está relacionada con la noción de frío (menor temperatura) y de calor (mayor
temperatura)
Escalas para medir la
temperatura
LA ESCALA CELSIUS.
También conocida como “escala
centígrada”, es la más utilizada junto con la escala Fahrenheit.
En esta escala, el punto de
congelación del agua equivale a 0 °C (cero grados centígrados) y su punto de ebullición a 100 °C.
Escalas para medir la
temperatura
LA ESCALA FAHRENHEIT.
Es la medida utilizada en la mayoría de los países de habla
inglesa.
En esta escala, el punto de congelación del agua ocurre a los 32 °F (treinta y dos grados Fahrenheit) y su punto de ebullición a los 212 °F.
Escalas para medir la
temperatura
LA ESCALA KELVIN.
Es la medida que suele utilizarse en
ciencia
establece
el
“cero
absoluto” como punto cero, lo supone que el objeto no desprende calor alguno y equivale a -273.15 (grados centígrados).
que
Escalas para medir la
temperatura
LA ESCALA RANKINE.
Es la medida usada comúnmente
en
Estados
Unidos
para
la
medición termodinámica y los
de
temperatura define Fahrenheit
se
al
medir
grados
sobre el cero absoluto, por lo que
carece bajo cero.
de
valores
negativos
Temperatura crítica
... temperatura
de
una
sustancia alta
es la
la que
más
puede existir como líquido o gas.
Por encima de esta temperatura, pasará
la
sustancia
una
fase
diferente
¿Cómo influye la temperatura crítica
en una emergencia?
Expansión rápida:, la sustancia se transforma en un fluido supercrítico, con propiedades intermedias entre líquido y gas, aumentando la propagación del incendio.
Si temperatura crítica por ejemplo:
una
sustancia
alcanza
su
Mayor presión y reactividad: en este estado puede disolver sólidos y gases mas fácilmente, y generar reacciones inesperadas
En drásticamente no líquido,
un
incendio,
va comportamiento,
cambiar
su poder existir importar
al
ya
en la
estado presión
sin
aplicada puede generar:
Dificultad para extinguir: su comportamiento no sigue las reglas de los líquidos o gases normales.
Riesgo de explosión: el aumento de presión
puede causar rupturas o explosiones
Es relevante cuando:
Hay incendio como propano, dióxido de carbono o amoniaco
recipientes
con
sustancias
involucradas
en
el
anhidro, que tienen temperaturas críticas relativamente
bajas, expuestos a un esfuerzo térmico.
Propano
96.7°C
Dióxido de carbono
31.0°C
Amoniaco anhidro
132.4°C
Punto de ignición
...
Temperatura
mínima
de
un
líquido, vapores suficientes
la
cual
se para
emiten formar
una mezcla inflamable con el aire.
Se fuente retira se apaga.
inflama
en ignición,
contacto
con una si
de
pero
se
¿Cómo afecta una
emergencia?
Es
importante considerar el
punto de
ignición,
como
base para determinar la facilidad con la que los vapores alcanzar esta
al encenderse.
aire
libre
pueden
temperatura y
Si es una fuga, los vapores pueden encontrar una fuente
de ignición y regresar encendidos a su punto de origen.propagación temperatura de los combustibles encendidos iniciales.
Facilitará la
del
fuego
al
elevar
la
El combustible que tiene el punto de ignición más bajo,
aportará la punto de ignición más alto alcancen su temperatura y
energía para que
otros
combustibles
con
enciendan.
Temperatura de ignición
... Temperatura mínima que
debe
alcanzar
una
substancia para encenderse inflamarse.
sigue
ardiendo, aunque se
retire la.
fuente de ignición
Punto de autoignición
... Temperatura mínima a
la cual un combustible
emite vapores, que en presencia de aire u otro
comburente, comienza a
arder sin necesidad de aporte de una fuente de
ignición.
También conocida como
temperatura de autoignición
Es la temperatura mínima a la que un material se enciende espontáneamente, sin
necesidad de una fuente externa de calor.Si hay una fuga en un entorno dónde se alcance la temperatura de ignición, por ejemplo en espacios cerrados, el material puede alcanzar su temperatura de ignición sin necesidad de una fuente de calor externa, se pueden encender con superficies
calientes, por compresión y por supuesto chispas.
También pueden generar reacciones químicas con otros compuestos, generando
compuestos tóxicos o inflamables.
Materiales con baja temperatura de ignición:
Hidrógeno
500°C
Acetileno Metano Propano Butano Monóxido de carbono
305°C537°C470°C405°C609°C
•••••
Punto de fusión
... Temperatura a la cual
una sustancia sólida
cambia de estado y se convierte en líquida.
°F
¿Cómo influye el punto de fusión en
una emergencia?
Durante comportamiento de la sustancia y de la emergencia.
un
derrame, fuga
incendio, el
punto
de
fusión influirá
en
el
En un derrame: si el punto de fusión es bajo, la sustancia puede derramarse
fácilmente
aumentando
el
espejo
de
evaporación y
el
área
de
contaminación, reduciendo su propagación, y dificultando su limpieza.
pero
si
es
alto,
el
material puede mantenerse sólido
En una fuga: un punto de fusión bajo puede ayudar a evaporar la sustancia,
generando vapores tóxicos o
inflamables, un punto alto puede bloquear
tuberías o sistemas de contención.
En un incendio: un punto bajo puede hacer que el material fluya al fundirse, propagando el incendio, si el punto es alto, puede llegar a resistir el calor,
pero
si
alcanza
su
temperatura
de
ignición, puede arder de
manera
explosiva
¿Porqué pueden explotar los materiales con alto punto de fusión?
l comportamiento de estos materiales puede volverse peligroso por
Acumulación de calor: requieren de altas temperaturas para fundirse por lo que pueden absorber grandes cantidades de energía, antes de cambiar de estado , lo que puede provocar un aumento repentino de temperatura en el entorno del incendio
Liberación súbita de gases: pueden descomponerse térmicamente en lugar de fundirse, liberando gases
inflamables de manera abrupta, que al alcanzar su temperatura de ignición pueden generar explosiones .
Expansión rápida: al fundirse pueden generar una expansión violenta especialmente si está
contenida en un espacio cerrado .
Reacciones exotérmicas: al reaccionar con el oxígeno o con otros compuestos presentes, generando reacciones altamente energéticas, que pueden intensificar el fuego o causar explosiones .
Algunos ejemplos de estos materiales
con un alto punto de fusión
Este tipo de fenómenos es común en materiales como
metales alcalinos, compuestos orgánicos y plásticos
industriales:
Carburo de Tantalio y Hafnio
3990°C
Grafito
3652°C
Tungsteno Renio Tantalio
3420°C3180°C2966°C
•••
Punto inicial de ebullición
... Temperatura en la que la
presión de vapor de un líquido es
igual a la presión atmosférica de referencia (101.3 kPa), es decir la temperatura a la que aparecen
las primeras burbujas de vapor
líquido.
¿Cómo influye el punto inicial de
ebullición en una emergencia?
❑Determina la temperatura a la que la sustancia comienza a transformarse en
gas.❑En evaporarse rápidamente y alimentar el fuego, si su punto de ebullición es alto, la sustancia puede permanecer líquida por más tiempo, pero al alcanzar su
incendios: un
punto
de
ebullición
bajo,
hace
que
la
sustancia
pueda
temperatura de ignición puede arder de manera explosiva.
❑En fugas de sustancias volátiles: estas sustancias generan vapores inflamables que pueden encenderse con facilidad, pero si tienen un punto de ebullición más tiempo
alto,
la
sustancia
puede
tardar
en
evaporarse
aunque
puede
generar acumulaciones peligrosas en espacios cerrados .
❑En derrames químicos: con bajo punto de ebullición, la sustancia se evaporará riesgo un permanecerá en estado líquido por más tiempo lo que facilitará su contención
rápidamente, inflamables, si
aumentando sustancia
el tiene
de punto
exposición a ebullición
vapores alto
tóxicos derrame
la
de
el
pero puede generar riesgos de contacto directo
Ejemplos de sustancias con puntos
iniciales de ebullición altos y bajos
Sustancias con puntos de ebullición bajos -42°C 56°C34°C-34°C-161°C
Propano Acetona Eter Dietilico
Cloro Metano
Sustancias con puntos de ebullición altos
ácido sulfúrico aceite de motor Mercurio Tungsteno
337°C300°C356°C1749°C5555°C
Plomo
Atención, este valor te indicará:
Si la sustancia tiene un punto de ebullición inicial bajo, como el
Propano -42°C, El Cloro -34°C, el amoniaco anhidro -33.4°C A
temperatura y presión normal* se encontrará en forma de gas.
Si
la
sustancia tiene un
punto
de
ebullición alto,
estará
en
estado líquido a temperatura y presión normal
Ácido acrílico 141°C, Acrilato de etilo 99.8°C, Ácido clorhídrico
48°C
Si una sustancia está contenida en un tanque como en el caso del
Amoníaco Anhidro, la temperatura a la cual se encuentra en estado
líquido ebullición –33.4°C
en
el
interior,
será
el
equivalente
su
punto inicial
de
(*TPN: Temperatura y Presión Normal 25°C y 760 mmHg)
Punto de sublimación
...
Es
aquella temperatura
la
cual
dicho
compuesto pasa de la fase sólida a la fase
gas
directamente,
sin
pasar
por
la
fase
líquida,
mediante
el
mecanismo
de
sublimación. Algunos sólidos, como el yodo
o la quinina, experimentan dicha transición
de fase.
¿Cómo influye esta propiedad en
un incendio, o fuga?
Incendios: el Yodo o el Dióxido de Carbono, en su forma de
hielo seco, al sublimarse en lugar de fundirse generan vapores
que altas temperaturas toxicidad o inflamabilidad.
van
afectar la
propagación del
incendio, aportando
En cerrados puede generar vapores peligrosos sin haber una fase liquida, lo que dificulta la detección al no haber un derrame, y
fugas y
derrame: si
la
sustancia
sublima
en
espacios
la presencia de contaminación en el área.
Ejemplos de sustancias que
subliman
Dióxido de carbono como hielo seco➢
➢Naftalina (sus vapores pueden ser inflamables)➢Yodo, sus vapores son tóxicos
➢Arsénico, sus vapores son venenosos
➢Ácido Benzoico
➢Azufre
Estados de la materia
La condición en que se encuentra una substancia es
determinada por ...
Su punto de fusión
Su punto de ebullición
La temperatura
¿Cómo influye el estado físico del material en
un incendio, fuga o derrame?
¿Cómo influye el estado físico del material en un incendio, fuga o
En incendios:
derrame?
Gases
•Se dispersan rápidamente y pueden formar mezclas
explosivas con el aire
•Pueden evaporarse y generar vapores inflamables, aumentando la propagación del fuego.
Líquidos
•Algunos se funden y fluyen propagando el incendio.•Otros hacen pirólisis descomponiéndose y liberando componentes inflamables o tóxicos
Sólidos
¿Cómo influye el estado físico del material en
un incendio, fuga o derrame?
En fugas:
•Se expanden en el ambiente y se pueden acumular en espacios
Gases
cerrados, incrementando el riesgo de explosión, asfixia o
intoxicación.
•Pueden evaporarse y generar vapores inflamables, o tóxicos, pueden penetrar el suelo y contaminarlo o escurrir a arroyos, ríos, bordos contaminando el agua
Líquidos
•Si son volátiles, pueden sublimar y contaminar el aire.•Pueden ser dispersados por acción del viento o arrastrados por
Sólidos
agua contaminando
¿Cómo influye el estado físico del material
en un incendio, fuga o derrame?
En derrames:
Gases
⚬Al evaporarse pueden formar mezclas explosivas y/o tóxicas con el aire. O Al contacto pueden congelar
licuados
Líquidos
⚬S
e esparcen rápidamente y pueden infiltrarse en el suelo o cuerpos de agua causando contaminación
Sólidos
⚬Pueden disolverse o reaccionar con el medio ambiente generando residuos peligrosos., Pueden ser arrastrados por el agua o el viento dispersándolos
Límites de explosividad
Límite inferior de explosividad (LIE); inflamabilidad inferior:
Límite superior de explosividad
(LSE); inflamabilidad superior:
La concentración mínima de
La concentración máxima de cualquier vapor o gas (% por
cualquier vapor o gas (% por
volumen de aire), que se inflama o explota si hay una fuente de ignición presente a la temperatura ambiente.
volumen de aire), que se inflama
o explota si hay una fuente de ignición presente a la temperatura ambiente.
Límites de explosividad
Demasiado abundante
Límite Superior de Explosividad
% de vapor de la substancia
Límite Inferior de Explosividad
Demasiado escaso
Límites de explosividad
LIE Y LSE PARA EL MONOXIDO DE CARBONO
Límites de explosividad
LSE (% Vol.)
Substancia
LIE (% Vol.)
Butano
2.0
8.5
Propano
2.2
9.5
Monóxido de
12.5
74.0
carbonoAcetileno
2.5
100.0
Gas natural
4.5
14.5
Amoniaco
>16.0
25.0
¿ Cómo influye el rango de
explosividad en una emergencia?
Fuga de gases inflamables: al alcanzar el límite inferior
de explosividad (LIE), cualquier chispa o fuente de calor puede producir una explosión.
Recipientes contienen gases inflamables:
expuestos a inflamables esfuerzo
esfuerzo o puede
térmico, gases ocasionar un
que licuados
el
térmico
incremento de volumen y de presión, pudiendo generar
explosiones.
Espacios
confinados:
se
puede
alcanzar
el
LIE,
aumentando el riesgo de explosión.
La medición de atmósferas explosivas
se hace con un explosímetro
el explosímetro marca el 100% de explosividad, la mezcla estará al menos en el Límite Inferior de Explosividad.
Cuando
El monitoreo de explosividad debe ser permanente, se debe evitar trabajar en una atmósfera explosiva, debes ventilar para evitar esta equipos que explosión, puedes usar la ventilación hidráulica si la sustancia no
condición,
no
ventiles con
no
sean
prueba de
reacciona con el agua.
El incrementarse la
rango
de
inflamabilidad temperatura o
se
modifica disminuir,
en tómalo siempre
sus
límites
al en
cuenta
Solubilidad en agua
Soluble en todas las proporciones
(“miscible”)
(Parcialmente soluble)
Insoluble (“inmiscible”)
¿ Cómo influye la solubilidad en agua en una emergencia química?
⚬Determinará si un derrame se dispersara en el agua o permanecerá en una fase separada, sustancias altamente solubles pueden contaminar cuerpos
Derrames
de agua rápidamente, dificultado su contención, las poco solubles formarán
capas superficiales o precipitados, que requieren remediación diferente.
⚬Una sustancia soluble en agua, facilita su extinción con agua, al diluir reduce su inflamabilidad, algunas sustancias solubles pueden generar reacciones peligrosas, como reacciones exotérmicas o gases tóxicos
Incendios
⚬La solubilidad de gases o líquidos volátiles la solubilidad en agua afecta su mitigación, sustancias
Fugas
propagación y
la
estrategia
de
solubles pueden
disolverse en fuentes de agua, aumentando el riesgo de contaminación, con
las insolubles pueden requerir barreras físicas o absorbentes específicos para
su control
Presión de vapor
… La presión ejercida en las
paredes de un recipiente, por los vapores que
escapan del líquido.
¿Cómo influye la presión de
vapor en una emergencia
química?
Es un factor crucial en emergencias
químicas
Determina su volatilidad y su capacidad de dispersión en el medio ambiente.
Derrames y fugas
Las
sustancias con alta presión
de
vapor tienden
evaporarse
rápidamente, atmósferas inflamables o tóxicas, ocurre en
generando
si
esto
un
espacio
cerrado
la
concentración
de
vapores concentraciones peligrosas.
puede
alcanzar
Incendios
La rapidez con la que los vapores de una sustancia se difunden en la atmósfera, mezclándose con el
aire , influyen en la formación de
mezclas presión de vapor, mas probable es generación de
inflamables,
mayor
la
una
atmósfera
explosiva en
presencia de
una
fuente de ignición.
Toxicidad y exposición
Una sustancia con alta
presión de vapor estará más
fácilmente en condiciones de ser inhalada aumentando el
riesgo de intoxicación.
Gravedad específica
... el peso de un sólido o líquido
comparado contra el peso de un volumen similar de agua.
Gravedad específica
Aceite típico = 0.8❑
(flota en el agua)
Agua = 1.0❑
Acero = 7.8❑
(se sumerge)
Gravedad específica y su impacto
en una emergencia química.
Determinará su comportamiento en relación al agua y otros líquidos.
Toxicidad y
Derrames y fugas
Incendios
contaminación
⚬Con una
El líquido
Sustancias con
GE>1 pueden acumularse en el fondo de cuerpos de
Gravedad Específica > 1 será más densa que el agua y
inflamable con una GE>1 flotará aumentando
tenderá a
agua o
la superficie
hundirse en ella dificultando su remoción⚬Con una GE<1
drenajes,
de evaporación, generando un mayor riesgo
generando
una contaminación persistente
flotará
de incendio o
facilitando su
agravándolo.
contención y recuperación
GE>1
GE<1
Cloruro de sodio
Hidrocarburos
⚬⚬
Ácidos
Gasolina Aceite de motor 0.88
0.72
⚬⚬⚬
Nítrico Acético Clorhídrico
1.511.04 1.639
Alcoholes
Etanol
0.79
Bases
Isopropílico 0.78Metanol
⚬⚬⚬
Hidróxido de sodio Hidróxido de potasio 2.12Hidróxido de bario
2.13
0.81
2.65
En términos prácticos
La gravedad específica nos ayudará a determinar si la
sustancia flotará o se hundirá en el agua y en otros
líquidos.
Otras aplicaciones por ejemplo:
La espuma contra incendios AFFF, ( Aqueous Film Forming
Foam) tiene una gravedad específica cercana a la del agua (1) según la concentración lo que facilita que flote
sobre ella.
⚬⚬
AFFF 1% AFFF 3%
1.03 +-0.021.01 +-0.02
AFFF 6%
1.01 +-0.02
¿Sólo para apagar
incendios?
No,
la
espuma
AFFF
al
ser
aplicada
sobre
derrames
de
productos inflamables, gracias a gravedad específica cercana agua,
su al
la
del
impide
la
evaporación
formación
de
mezcla de vapores –aire.
Densidad del vapor
… término utilizado para
describir el peso en volumen
de un gas o vapor.
Densidad del vapor …
Hidrógeno = 0.7
Aire = 1.0
Cloro = 2.5
Partículas radiactivas
Las substancias radiactivas emiten tres tipos de radiación:
Alfa: consisten en pesados núcleos de helio que comprenden dos protones y dos neutrones unidos.
Beta: son electrones de alta
velocidad, muy ligeros y cargados
negativamente.
Rayos gamma: son muy penetrantes
y solo pueden detenerse mediante bloques de hormigón y plomo.
Partículas radiactivas
Radiación ionizante
La transferencia de energía
en forma de partículas u ondas electromagnéticas de
una longitud de onda de 100
nanómetros o menos o una frecuencia de 3 X 10¹⁵ Hertz o más, capaz de producir iones
directa o indirectamente.
Estados de la materia
Sólido: Mantiene su forma y tamaño bajo condiciones normalesLíquido: Se desliza o mueve fácilmente y tiene un
volumen, pero no tiene forma.
Gas: Se expande y comprime fácilmente y no tiene forma ni volumen propio.
Propiedades Físicas
De los sólidos, líquidos y gases, que
pueden afectar el comportamiento del material fuera del contenedor.
Densidad de vaporSolubilidad en agua
••
Gravedad específica
Punto de ebullición
Propiedades químicas
Propiedades químicas
La toxicidad peligrosa para la vida y el medio ambiente y la capacidad de quemarse o explotar.
Nivel tóxico❖
Corrosión❖Radiactividad*❖Punto de ignición (inflamación)*❖
Temperatura de Ignición*❖
Capacidad de oxidación❖Reactividad / Inestabilidad❖Reactividad con el aire o el agua❖
Propiedades Químicas …
Propiedades no exclusivamente químicas.
La temperatura es una propiedad física, ✓
pero el punto de ignición y la temperatura
de ignición expresan una propiedad
química.
La radiactividad no es una propiedad ✓química, pero representa un grave peligro
para los seres vivos.
Propiedades Químicas …
Toxicidad
Concentración letal media; concentración letal 50 (CL
):₅₀
❖Es la concentración de una sustancia como gas, vapor, neblina o polvo en el aire, calculada estadísticamente, a cuya exposición se espera que mueran el 50% de los
animales de experimentación.
❖Cuando se trata de vapores o gases, se expresa en ppm y
cuando son polvos o neblinas se expresa en mg/l o en
mg/m³.
Propiedades Químicas …
Toxicidad
Propiedades Químicas …
Toxicidad
Dosis letal media; dosis letal 50 (DL
):₅₀
Es la cantidad de una sustancia (miligramos
o gramos por kilogramo corporal del sujeto de prueba) obtenida estadísticamente, y
que administrada por vía oral o dérmica,
matará al 50% de un grupo de animales de
experimentación.
Propiedades Químicas …
Propiedades Químicas …
Propiedades Químicas …
Propiedades Químicas …
Propiedades Químicas …
Propiedades Químicas …
Propiedades Químicas …
Propiedades Químicas …
Propiedades Químicas …
Propiedades Químicas …
Evaluación
Se hará mediante el uso de las HDS de varias
substancias.