Hola, tor_nero:
La permeabilidad depende de la existencia de poros que atraviesen el material de parte a parte. Podríamos comenzar suponiendo que cualquier material es como un cedazo gigantesco. Para que una partícula (de líquido o de un sólido muy fino como arena) pase de un lado a otro hace falta un camino que comunique ambas partes. Vamos a llamarlas "parte interior" (la que contiene la sustancia) y "parte exterior" (hacia donde no queremos que pase la sustancia).
Voy a comenzar centrándome en sustancias sólidas o líquidas, y dejaremos para más adelante la radiación.
Cada cedazo tiene un tamaño de grano máximo. Por ejemplo, un cedazo de 1 mm de rejilla no dejará pasar sólidos más grandes que 1 mm, pero sí cualquiera más fino. Es lo que se hace en obra, para separar la arena fina de la gruesa. Cuanto más fino es el cedazo, el material que pueda pasar tendrá que ser de un tamaño menor. ¿Cuál es ese límite teórico? Pues el tamaño molecular o atómico de la sustancia.
Pongamos el ejemplo de la ósmosis. Tenemos un recipiente que dividimos en dos partes iguales poniendo una membrana semipermeable (una vejiga de cerdo o de pescado sirven). En un lado del recipiente ponemos agua pura y en el otro agua muy salada (hasta hacer "puaj"). Supongamos que a ambos lados de la membrana los líquidos tienen una altura de 10 cm. Si dejamos pasar el tiempo, veremos que el lado del agua pura ha disminuido su altura y el del agua salada la ha aumentado. Esto sucede porque la membrana tiene unos "poros" de tamaño tal que puede pasar la molécula de agua, pero no la de sal.
Seguimos con el ejemplo de la ósmosis, pero ahora inversa. Lo que se pretende es desalar el agua. Entonces lo que se debe hacer es aplicar presión en el lado de la sal para forzar al agua a pasar al otro lado (en contra de su tendencia a diluir). Bien, con una membrana fina hay que aplicar poca presión. Y esto puede hacer que alguna molécula de sal rompa la membrana y pase al otro lado. ¿Qué es lo que se hace? Poner muchas membranas, de forma tal que no haya un camino directo entre el lado de dentro y el de afuera. Pero al poner muchas membranas hay que aplicar mucha más presión para que el agua pase del lado salado al otro. De unos 70 kg/cm2 en las plantas.
La membrana semipermeable, si la miras al microscopio, se compone de una serie de fibras entremezcladas. En una orgánica, las fibras son las proteínas, que suelen ser muy grandes. Entonces tenemos que un filtro depende no sólo del tamaño de poro, sino también del espesor.
¿Y en un metal? ¿Recuerdas el experimento de Rutherford en el que bombardeaba una fina lámina de oro con partículas alfa procedentes de un trozo de polonio (si, el polonio era famoso antes de que se usase para matar a espías rusos)? (
http://es.wikipedia.org/wiki/Experimento_de_Rutherford) Un átomo de oro es bastante grande, pero una partícula alfa son dos protones y dos neutrones (un núcleo de helio). Rutherford encontró que muy pocas partículas alfa rebotaban al chocar contra un átomo de oro, muchas se desviaban y casi todas pasaban. Pero ojo, que la lámina de oro que usaba Rutherford tenía unos pocos átomos de espesor. Y, además, las partículas alfa se mueven a velocidades enormes (del orden de los 20.000 km/s, lo que equivale a decir que en su lado se está aplicando una gran presión.) Si hubiese aumentado el espesor a 1 mm, probablemente ninguna partícula hubiese pasado, porque en la primera o segunda o incluso tercera línea de átomos de oro hubiese podido pasar, pero no de la cuarta.
La mayoría de los sólidos se presentan en forma de cristales (rómbicos, cúbicos, tetragonales...) Eso significa que los átomos están empaquetados en formas compactas. Y, además, la mayoría de las sustancias se componen de agrupaciones de granos. Es decir, que es casi imposible encontrar una trayectoria recta en la que un átomo, aunque sea de hidrógeno, pueda pasar sin chocar contra un átomo o molécula del cristal.
Volvamos al caso que planteas. Lo más fino que podemos empaquetar es hidrógeno, el átomo más simple. La única forma que hay de que escape es que el material que lo encierra sea muy poroso. Pero de poros grandes. Vamos, que el caso que planteas de una fundición que presente granos tales que formen un poro que pase de lado a lado. Los poros tendrían que ser muy grandes. Supongamos que es así. El espesor debería dificultar una comunicación interior-exterior. Pongamos que es así. Se hacen pruebas de permeabilidad antes de permitir que ese contenedor sea aprobado.
En el caso de juntas tóricas, uniones, etc, sí tienes un camino abierto. Para líquidos, basta aplicar una presión suficiente para deformar la junta y que rellene todo el hueco. Los tamaños de junta y alojamiento están normalizados. Alguien más listo se ocupó de estudiar el asunto. Pero, ¿y en gases? Se usa una junta metálica cónica, generalmente de un metal blando como el latón, de forma que al apretar se encaja hasta eliminar toda holgura. Y funciona incluso con el hidrógeno.
En caso de radiación... Bueno, hay tres tipos: alfa (núcleos de helio), beta (electrones) y gamma (fotones). La gamma es la de tamaño de partícula más fina, por eso hacen falta grandes espesores y/o materiales muy densos, para conseguir que el fotón interaccione con algún átomo.
¿Dónde está el límite? Existen los neutrinos, que no tienen masa, se mueven a la velocidad de la luz... y pueden atravesar nuestro planeta de parte a parte sin despeinarse el flequillo. Así que imagínate.
Espero que te haya servido de algo y no haya sido mucho tostón.
Anerriphto ho kybos.
