Una habitación tiene varios manómetros que se usan para medir la presión y que contienen mercurio. Al llenarlos, se derramó un poco de mercurio líquido en el piso, el que se ha esparcido entre las tablas del piso y ha formado glóbulos en las esquinas de la habitación. La habitación tenía una temperatura de 20 a 25 grados Celsius y la ventilación era inadecuada.

Estime la concentración máxima del vapor de mercurio en la habitación y compárela con los límites de exposición ocupacional de:

TLV (valor umbral límite) 0,05 mg m^-3 8 horas TWA (promedio ponderado con relación al tiempo) [American Conference of Governmental Industrial Hygienists, ACGIH].

STEL (límite de exposición a corto plazo, 15 minutos de referencia) de 0,15 mg m^-3 [HSE, Reino Unido]

¿Sugiere tomar alguna acción?

El peor escenario sería aquel en el que apenas haya ventilación y la presión del vapor de mercurio aumente hasta que el líquido y el vapor estén en equilibrio, es decir, cuando la presión de vapor de mercurio esté en su presión de saturación de vapor (PSV).

No existe referencia sobre la PSV del mercurio a 25 ° C (CRC Handbook of Chemistry and Physics, 75^a edición, CRC Press, Boca Ratón), pero hay datos para temperaturas mayores (50-125 ° C). La PSV se relaciona con la temperatura mediante la siguiente ecuación:

donde P es la PSV, T la temperatura absoluta, y A y B son las constantes. Con esta relación, se puede determinar la PSV del mercurio a 25° C mediante la extrapolación de datos a temperaturas mayores como 0,301 Pa.

Suponiendo un valor para la constante de gas de 8,314 J K^-1 mol^-1 1 y para MW(Hg) de 200,6, la concentración correspondiente de 0,301 Pa se puede estimar a partir de la ecuación de gas: 1,22 x 10^-4 mol m^-3 ó 24 mg m^-3. Esta cifra es muy alta, muy por encima del TLV (0,05 mg m^-3) y del límite de exposición a corto plazo de 15 minutos (0,15 mg m^-3), lo que obviamente es inaceptable.

Se tendría que limpiar el lugar para remover el mercurio metálico. Para lograrlo, sería necesario ventilar suficientemente la habitación a fin de disminuir la concentración del vapor hasta un nivel aceptable.

Si hubiera alguna ventilación en la habitación, se podría obtener una estimación de la concentración final mediante el procedimiento presentado en el anexo 7 y los siguientes parámetros predeterminados:

Volumen de la habitación (V) 100 m³

Superficie de evaporación (F) 0.02 m²

Tasa de ventilación (S) 1 h^-1

Coeficiente de la transferencia de masa (b ) 8,7 m h^-1

Tiempo de evaporación (t) 100 min (1,667 h),

Masa de evaporación de la sustancia por hora (n_j)

= (0,02 x 0,301 x 8.7)/(8,314 x 298)

= 2,1 x 10^-5 mol h^-1

Por lo tanto, la concentración teórica después de 100 minutos (C_j) sería:

= 2,1 x 10^-5 [1– exp(-1 x 1,667)]/[ 1 x 100] mol m^-3

= 1,715E-07 mol m^-3

es decir 1,715E-07 x MW(Hg) x 1000 mg m^-3

es decir 0,034 mg m^-3

Este valor es significativamente menor que la cifra de equilibrio, lo que resalta el valor de la ventilación. Sin embargo, no se debe confiar mucho en los valores absolutos de estas cifras, principalmente por la incertidumbre de algunos datos básicos, por ejemplo, el área superficial de evaporación del líquido.