Como funcionan los envases de aerosol

Por: Karini Apodaca

Fuente: HowStuffWorks

Introducción

Probablemente nunca has oído hablar de Eric Rotheim, pero sin duda estás familiarizado con su trabajo. Rotheim, ingeniero e inventor noruego, diseñó los primeros aerosoles hace más de 75 años. La tecnología ha evolucionado poco en los últimos años, pero en las ilustraciones que Rotheim usó para su patente en 1931, se muestran la mayoría de los elementos principales que se utilizan en las latas de aerosol al día de hoy.

Inicialmente, la innovación de Rotheim no tuvo mucho impacto en el mundo. No fue hasta la Segunda Guerra Mundial, cuando el ejercito de EE.UU. presentó una lata de aerosol para la distribución de insecticidas. Éstas latas de fácil uso fueron una ayuda inestimable para los soldados en el Pacífico, donde los insectos portadores de enfermedades eran una verdadera amenaza.

En los años posteriores a la guerra, los fabricantes adaptarón ésta tecnología a una amplia gama de aplicaciones. Hoy en día, hay miles de productos envasados ​​en latas de aerosol. En esta ocasión vamos a examinar el principio básico detrás de estos dispositivos, así como los elementos mecánicos del interior de una lata de aerosol.

Algo de Vocabulario sobre Fluidos

El principio básico en una lata de aerosol es muy simple: Un fluido almacenado a alta presión se utiliza para impulsar a otro líquido dentro de una lata. Para entender cómo funciona se necesita saber un poco sobre fluidos y presión del fluido.

Un líquido es una sustancia formada por partículas que fluyen libremente. Esto incluye sustancias en estado líquido, como el agua de un grifo, así como las sustancias en estado gaseoso, como el aire en la atmósfera.

Las partículas en un líquido están débilmente unidas entre sí, pero se mueven con relativa libertad. Dado a que las partículas están unidas entre sí, un líquido a una temperatura constante tiene un volumen fijo.

Si se aplica la energía suficiente para un líquido (por calentamiento), las partículas vibran tanto que se liberan de las fuerzas que los unen. El líquido se transforma en gas, un fluido en el cual las partículas pueden desplazarse de manera independiente. Este es el proceso de ebullición y la temperatura a la que se produce se conoce como el punto de ebullición de una sustancia. Las sustancias tienen diferentes puntos de ebullición: Por ejemplo, se necesita una mayor cantidad de calor para cambiar el agua de su estado líquido a un estado gaseoso, que el que se requiere para el alcohol.

La fuerza de cada una de las partículas de gas que se mueven dentro de una lata suman una presión considerable. Porque las partículas no están unidas, el gas no tiene volumen como un líquido: las partículas empujan constantemente hacia afuera. De esta manera, un gas se expande para llenar cualquier espacio abierto.

A medida que el gas se expande, la presión disminuye, ya que hay menos partículas comprimidas en una zona determinada. Un gas ejerce una presión mucho mayor cuando se comprime en un espacio relativamente pequeño, porque hay muchas más partículas moviéndose en un área delimitada.

En una lata de aerosol se aplican estos principios básicos hacia un único objetivo: impulsar una sustancia líquida.

Propelentes y Producto

Una lata de aerosol contiene un líquido con un punto de ebullición menor a la temperatura ambiente  (llamado propelente) y otro con un punto de ebullición más alto a la temperatura ambiental  (llamado producto). El producto es la sustancia que se utiliza - el spray para el cabello o repelente de insectos, por ejemplo - y el propelente es el medio para expulsar el producto de la lata. Ambos líquidos se almacenan en un envase de metal o aluminio sellado.

Hay dos maneras de configurar el sistema de aerosol. En el diseño más simple, se vierte el producto líquido, se sella la lata y luego la bomba de un propulsor de gas inyecta el propelente a través del sistema de válvula del envase. El gas se introduce a alta presión, por lo que empuja hacia abajo el producto líquido con fuerza considerable.

En su interior, un tubo de plástico largo recorre la lata desde la parte inferior hasta el sistema de válvula ubicado en la parte superior de la misma. La válvula tiene un diseño muy simple. Es una pequeña pieza con cabeza presionable, con un estrecho canal que la atraviesa. El canal corre desde una entrada en la parte inferior a una pequeña boquilla en la parte superior. Un resorte empuja la pieza de cabeza, por lo que la entrada del canal está bloqueado por un sello hermético.

Cuando se presiona la pieza de la cabeza hacia abajo, el dispositivo del sello abre para dar paso al contenido de la lata al exterior. El gas propulsor contenido a alta presión impulsa el producto líquido por el tubo de plástico y sale por la boquilla. La boquilla estrecha sirve para atomizar el líquido que fluye - dividirla en pequeñas gotas, que forman una fina pulverización.

En esencia, esta es la forma en que funciona un sistema de aerosol.

Porqué el fondo es concavo?

En la mayoría de las latas de aerosol, la parte inferior se curva hacia dentro. Esto tiene dos funciones:

La forma fortalece la estructura de la lata. Si la lata tuviese un fondo plano, la fuerza del gas a presión podría empujar el metal hacia el exterior. Un fondo curvo tiene una mayor resistencia estructural, al igual que un arco arquitectónico o bóveda. Con esta forma, la mayor parte de la fuerza aplicada en la parte superior de la curva de metal se distribuye a los bordes reforzados de la lata.

La forma hace que todo el producto se use. Drenar un fondo plano, sería como chupar hasta la última gota pequeña de un vaso de agua a través de un popote, se necesita inclinar a un lado la lata para que todo el producto sea absorvido por el popote. Con un diseño de fondo curvo, la última parte del producto se acumula en el área pequeña alrededor de los bordes de la lata. Esto garantiza vaciar casi todo el líquido.