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Glosario de permeación

A

Precisión
Grado de coincidencia de una medición con un nivel o valor de referencia aceptado.

Temperatura ambiente
Temperatura del entorno, temperatura en todas las caras.

Arrhenius (Svante) (1859-1927)
Natural de Suecia, recibió el premio Nobel de química en 1903. Es conocido por su investigación fundamental sobre la disociación electrolítica de compuestos en agua y otros disolventes, y por su ecuación básica que especifica el incremento en la tasa de una reacción química con el aumento de la temperatura: donde k es la velocidad de reacción específica, T es la temperatura absoluta, n es una constante conocida como energía de activación de la reacción y R es la constante universal de los gases. Gráfico de Arrhenius Un conjunto de datos en un gráfico, donde el eje x marca el inverso de la temperatura en Kelvin y el eje y está en formato Log10. Deriva su nombre de la ecuación que relaciona la reacción química con la temperatura, postulada por Svante Arrhenius. En sentido amplio, cualquier conjunto de datos que muestra una relación Log10 entre la temperatura del análisis y los datos resultantes.

Teorema de Arrhenius
Según el teorema de Arrhenius, la tasa de permeación, tasa de transmisión, difusividad o solubilidad varían con la temperatura de la lámina de acuerdo con las siguientes ecuaciones: P=P0 exp (-Ep/RT) TR=TR0 exp (-ETR/RT) D=D0 exp (-ED/RT) S=S0 exp (-ES/RT) donde P, TR, D y S son las propiedades medidas, P0, TR0, D0 y S0 son las constantes respectivas, E es la energía de activación, R es la constante del gas y T es la temperatura absoluta. La ecuación de Arrhenius se ha verificado empíricamente para indicar el comportamiento de temperatura de las propiedades de transferencia de masa con precisión experimental en rangos de temperatura muy amplios.

ASTM International
ASTM International es una de las mayores organizaciones voluntarias de desarrollo de normas del mundo. Somos una organización sin ánimo de lucro que ofrece un foro para el desarrollo y la publicación de normas voluntarias de consenso para materiales, productos, sistemas y servicios. Las normas ASTM son utilizadas por personas, empresas y otras instituciones de todo el mundo.

Norma ASTM
Una norma es un documento desarrollado y establecido de acuerdo con los principios de consenso de ASTM y que cumple los requisitos de nuestros procedimientos y regulaciones. Las normas de consenso se elaboran con la participación de partes interesadas en su desarrollo y su uso.

ATM
Abreviatura de presión atmosférica estándar.


B

Bar
Una unidad de presión. Un bar es igual a 100.000 Pa (pascales), 750.062 mmHg, 29,53 InHg, 14,504 psi y 0.987 ATM (atmósfera estándar). Ver unidades del SI.

Presión barométrica
Presión de la atmósfera. Suele expresarse en altura de una columna de mercurio (en milímetros, mmHg).

Barrera (película de barrera)
Objeto o dispositivo (como una película de polímero) diseñado para limitar la libertad de movimiento y la mezcla de poblaciones o áreas de mayor y menor concentración.

Plásticos de barrera
Plásticos que impiden el paso de oxígeno, vapor de agua y otros vapores y gases.

Baseline Zero
Ver Zero.

Envase blíster
Envase con varios compartimentos pequeños para productos individuales. Es común, pero no exclusivo, en las cápsulas farmacéuticas.

Bypass
No se está llevando gas al sensor desde las células de análisis AQUATRAN. El sensor está en estado protegido.


C

Calibración
Procedimiento para ajustar un instrumento de medición cuantitativa de acuerdo con una referencia aceptada. Ver Precisión.

Gas transportador
Recoge el vapor de agua que atraviesa la barrera analizada y la transporta hasta el sensor de vapor de agua AQUATRACE. AQUATRAN usa nitrógeno como gas transportador.

Célula
Ver Célula de análisis.

Cumplimiento de CFR 21 Parte 11:
Código de Regulaciones Federales, normas de la FDA (Administración de la Alimentación y el Medicamento de los Estados Unidos) sobre registros electrónicos y firmas electrónicas (ERES). (ERES).

Acondicionamiento
Período que se cede para que una película o un envase se aclimate a las condiciones de la célula de análisis o de la cámara medioambiental de envase.

Tiempo de acondicionamiento
Número de horas, especificadas por el operador, durante las cuales se acondiciona una muestra.

Horas de convergencia
Número de horas, especificadas por el operador, durante las cuales se comparan las lecturas de tasa de transmisión. Las lecturas de tasa de transmisión se comparan para determinar si se ha alcanzado un equilibrio.

Análisis de convergencia
Método mediante el cual el ordenador determina si un material de análisis ha alcanzado el equilibrio. Las tasas de transmisión de materiales de análisis se examinan y se comparan por tiempo.

Sensor culombimétrico
Célula de combustible que funciona de acuerdo con la ley de Faraday. Al exponerlo al vapor de agua, el sensor culombimétrico genera una corriente eléctrica proporcional a la cantidad de vapor de agua que entra en el sensor.

Sensor culombimétrico Coulox±
Sensor patentado por MOCON. Cada molécula que entra en la célula pasa al sensor. Es un sensor absoluto y no requiere calibración.

CO2TR
Tasa de transmisión de dióxido de carbono. Suele medirse en cc/m2día. Más información sobre Analizadores CO2TR aquí.


D

Desactivar
Eliminar un módulo de la rotación de análisis. Los módulos se desactivan al hacer clic en Control-Pausa.

Desorber
Liberar de una barrera.

Difusión
El proceso mediante el cual la materia se transporta de una parte de la película a otra por movimientos moleculares aleatorios. En una película, cada molécula se comporta independientemente de las demás. Cuando se producen colisiones, las moléculas se mueven a regiones de menor concentración y otras veces a regiones de mayor concentración. Como el número de moléculas en el lado del gas de análisis de una película es mayor que el número de moléculas del lado del gas transportador, le movimiento general de las moléculas será en la dirección del gas transportador. La difusión suele expresarse en cm2/s. La difusión varía con la temperatura, y a veces con la concentración de permeante (ver primera ley de Fick).

Coeficiente de difusión
Un coeficiente específico de una barrera y un permeante que describe la relación entre el flujo de masa del permeante y el cambio en la concentración de masa del permeante a través de la barrera. El coeficiente de difusión (D) viene definido por la ley de Fick y suele expresarse en cm2/s. Otras unidades son m2/día, cm2/día, m2/in, in2/se o in2/min.

Fuerza impulsora:
Las sustancias tienden a moverse de un potencial químico superior a otro inferior. Eso impulsa a las moléculas a difundirse dentro de un polímero.


E

Equilibrio
Punto en el que la cantidad de vapor de agua que atraviesa un material de análisis se ha estabilizado a un ritmo constante. El ordenador registra el valor de equilibrio como tasa de transmisión final del material.


F

Comportamiento fickiano
Se observa un comportamiento fickiano cuando un permeante se difunde a través de una película de polímero de acuerdo con las ecuaciones matemáticas basadas en la primera y la segunda ley de Fick. Si se trata de un análisis de tasa de transmisión isostática, los valores de equilibrio de la tasa de permeación, tasa de transmisión, solubilidad y tasa de difusión de un par polímero-permeante que muestran un comportamiento de curva fickiana se pueden predecir de acuerdo con la solución Pasternak de la ley de Fick (ver Curva de tasa de transmisión). NOTA: Muchos permeantes orgánicos reaccionan con los materiales poliméricos causando un comportamiento no fickiano e impiden predecir los valores de equilibrio.

Primera ley de Fick
La ecuación matemática formulada por Fick en 1855, que correlaciona la difusión con la conducción de calor. La teoría matemática de la difusión en una sustancia se basa en la hipótesis de que la tasa de transmisión de una sustancia en difusión a través de un área de una sección es proporcional al gradiente de concentración normal medido en la sección, es decir, F=-D ∂C/∂x, donde F es la tasa de transferencia por unidad de área de la sección, C es la concentración de la sustancia en difusión, x es la coordenada espacial normal medida en la sección y D es el coeficiente de difusión.

Segunda ley de Fick
La segunda ley de Fick es la ecuación diferencial fundamental de difusión en un medio. Afirma que: ∂C/∂t=D∂2C/∂x2 donde C es la concentración de la sustancia en difusión, x es la coordenada espacial normal medida en la sección y D es el coeficiente de difusión. Se asume que hay un gradiente de concentración solo en la dirección x.

Tasa de flujo
La tasa volumétrica a la que el gas atraviesa el módulo.

Flujo
La tasa de flujo o transferencia del permeante. Este término suele usarse para denotar la cantidad de permeante que atraviesa un área de una superficie dada por unidad de tiempo.

Máscara de lámina
Reduce el área expuesta de una muestra de película (con una barrera baja), o sostiene una muestra frágil en la celda de análisis.


G

Tasa de flujo de gas
Ver Tasa de flujo.

Presión de gas
Libras por pulgada cuadrada (psi) de los gases de análisis y transportador. Se usa para regular la humedad relativa a través de los botones de regulación de presión montados en el módulo.

Temperatura de transición de vidrio (Tg)
La temperatura a la que un material amorfo (como vidrio o polímero) cambia de un estado frágil similar al vidrio a un estado plástico. Muchos polímeros, como los acrílicos y sus derivados, tienen este punto de transición, relacionado con el número de átomos de carbono del grupo de los ésteres. El valor Tg del vidrio depende de su composición y del grado de recocido. Ejemplo: el valor Tg de PET es de aproximadamente 70 °C.

Método gravimétrico
Conocido también como método de copa, mide la pérdida o la ganancia por peso.


H

Grasa de alto vacío
Grasa muy refinada utilizadas para sellar un material de análisis en la celda de análisis y para lubricar partes del módulo.

Material homogéneo
Material de barrera que tiene las mismas características básicas a través de todo el espesor de la barrera.

Material hidrófobo
Material con tendencia a no absorber el agua.

Material higroscópico
Material con tendencia a absorber el agua.

Agua HPLC
Agua destilada de alta pureza (llamada también agua de triple destilación). El agua HPLC impide que se formen depósitos de cal, que pueden acabar por obstruir las tuberías. Se utiliza en el humidificador, donde la alta pureza es un requisito para obtener resultados precisos de humedad relativa. Es la única fuente de agua recomendada para los depósitos de los instrumentos de permeación MOCON. HPLC son las siglas en inglés de cromatografía líquida de alta presión.


I

Cero individual
Método que permite obtener resultados más precisos para altas barreras. El ordenador envía nitrógeno a través de ambas mitades de la célula de análisis y después lo dirige al sensor para determinar la cantidad de vapor de agua que transporta. Dado que el gas transportador obtiene este vapor de agua por fugas en los bordes u otros factores, el ordenador resta esa cantidad de la tasa de transmisión obtenida durante el análisis. Esto permite obtener una tasa de transmisión real muy precisa.


I

Método de análisis isostático
Un procedimiento de análisis durante el cual una película de análisis está sujeta en una celda de permeación. En el análisis se divide la celda en dos cámaras. El gas de análisis fluye constantemente por la cámara de alta concentración y el gas transportador inerte fluye por la cámara de baja concentración. El gradiente de presión parcial del permeante proporciona una fuerza impulsora para que cruce a la cámara de baja concentración, donde se transporta hasta un detector para su cuantificación. Se alcanza un estado de estabilidad cuando la tasa de transmisión, monitorizada constantemente, se mantiene constante en condiciones de temperatura y presión de vapor permeante.


J

N/D


K

N/D


L

Tasa de fuga
Cantidad de vapor de agua que entra en el gas transportador a través de fugas en los bordes u otros factores. Este valor viene determinado por operaciones de cero individual y se resta de la tasa de transmisión aparente para determinar la tasa de transmisión real.


M

Micra
Unidad de medida de espesor. Una micra es igual a 1x10-6 metros (3,93 x10-5 pulgadas).

mil
Unidad de medida de espesor. Un mil es igual a 1 x 10-3 pulgadas.

mmHg
Milímetros de mercurio Unidad de presión atmosférica. La presión atmosférica estándar al nivel del mar es de 760 mmHg. 1 mmHg = 0,0193371 psi.

Módulo
Los módulos contienen el entorno en el que se analizan las películas y envases.

Mol
La unidad básica de cantidad de sustancia del Sistema Internacional de Unidades. El mol es igual al peso molecular; 1 mol = 6,023 x 1023 átomos. Ver Mol.


N

N2
Símbolo químico de la molécula de nitrógeno. Dos átomos de nitrógeno forman una molécula de nitrógeno. Ver Nitrógeno.

Nitrógeno
Principal componente del gas transportador del instrumento de permeación. Transporta el gas permeante que atraviesa la película o envase al sensor del instrumento para su cuantificación.

Purga de nitrógeno
Proceso mediante el cual el nitrógeno (gas transportador) se utiliza para expulsar el vapor de agua residual de una célula, un envase o un sensor.


O

OTR
Tasa de transmisión de oxígeno. Suele medirse en cc/ m2día. Más información sobre Analizadores OTR aquí.


P

Pascal
Unidad de presión del SI. Un pascal es igual a 9869233 x 10-5 atmósferas. Ver unidades del SI.

Penetrante
Gas, vapor u otro material físico que atraviesa una barrera. Llamado también Permeante.

Perm
Unidad de medida de permeancia. Un perm métrico es igual a 1 g/m/día•mmHg; un perm en el sistema de pies-libras es igual a 1 grano/in/día•inHg.

Coeficiente de permeabilidad
Producto de la permeancia y el espesor de la barrera. Por ejemplo, la permeabilidad al vapor de agua se mide en unidades del SI como mol/m2/s•Pa•mm y en unidades métricas como g/(m2-día)•mmHg•cm. La permeabilidad es una propiedad de los materiales homogéneos.

Permeancia
Relación de la tasa de transmisión de una barrera con el diferencial de presión de vapor parcial a través de la barrera. La permeancia al vapor de agua se mide en unidades del SI como mol/m2•s•Pa y en unidades métricas como g/m2•mmHg (también llamado perm métrico).

Permeante
Ver Penetrante

Permear
Atravesar los poros o intersticios, penetrar y atravesar sin causar ruptura ni desplazamientos. Se aplica principalmente a fluidos o gases que atraviesan sustancias o materiales porosos.

Permeación
La permeación es la penetración de un permeante (un líquido, gas o vapor) a través de un sólido. Se relaciona directamente con el gradiente de concentración del permeante, con la permeabilidad intrínseca del material y con la difusividad de masa del material. La permeación está modelada por ecuaciones como las leyes de la difusión de Fick

Tasa de permeación
La tasa de transmisión normalizada por espesor. La tasa de permeación suele expresarse en forma de (gm o cc) de (gas o vapor) a 1 (cm o mil) por unidad de área del material (m2 o 100in2) en una unidad de tiempo discreta (día o segundo), y suele normalizarse para una atmósfera (760 mmHg o atm). Si el material es homogéneo, la tasa de permeación puede convertirse a tasa de transmisión de cualquier espesor. La tasa de transmisión es inversamente proporcional al espesor (TR = P/x).

Precisión
Grado de concordancia entre mediciones individuales. En relación con un método de análisis, la precisión es el grado de concordancia entre mediciones individuales realizadas en las condiciones prescritas.

Presión
Ver Presión de gas.

Ecuación P = SD
La permeación a través de una película o lámina de polímero es una medición de la tasa de transferencia constante del permeante, que suele expresarse como constante de permeabilidad P. La constante de permeabilidad es el producto de dos parámetros fundamentales de transferencia de masa: los coeficientes de difusión y solubilidad. El coeficiente de difusión D es una medición de la rapidez con que las moléculas del permeante atraviesan la barrera en la dirección de menor concentración o presión parcial. El coeficiente de solubilidad S describe la cantidad de las moléculas de transferencia conservadas o disueltas en la película en condiciones de equilibrio. La ecuación se aplica solo para situaciones en las que D es independiente de la concentración del permeante y S sigue la ley de Henry de solubilidad.

psi
Libras por pulgada cuadrada (presión).

psig
Libras por pulgada cuadrada (manométrica).


Q

N/D


R

HR
Ver Humedad relativa.

Humedad relativa (HR)
Relación entre la cantidad de vapor de agua presente en el aire y la capacidad máxima del aire a una temperatura y una presión específicas. La capacidad de transmisión de muchos plásticos de barrera depende de la HR a la que se analiza la tasa de transmisión.

Replicabilidad
Medición de la precisión de un sistema y del método de análisis utilizado. Un sistema con alta replicabilidad ofrece resultados muy constantes. Es decir, si se realiza el mismo análisis en un material, los resultados deberían ser aproximadamente iguales.

Resolución
Mínima diferencia discernible en el cambio de la señal de salida de un instrumento.

ReZero
Método para minimizar los efectos del entorno u otros factores que no deben tenerse en cuenta en los datos de análisis. El valor indicado por el operador, ReZero, indica al ordenador cuándo debe aplicar ReZero para reiniciar la base del parámetro de análisis.


S

Sccm
Centímetros cúbicos estándar por minuto.

Sensibilidad
Grado de respuesta de un instrumento a una cantidad entrante del fenómeno detectado. Un instrumento muy sensible detectará cambios muy pequeños en el área medida.

Conservación
Tiempo que se puede almacenar un producto de modo que siga siendo apto para el uso. La información obtenida al analizar la tasa de transmisión de vapor de agua puede ayudar a determinar la conservación de un producto con una película de barrera o un envase particular.

Análisis con una celda
Análisis realizado en una celda de un módulo.

Solubilidad
La cantidad en equilibrio de permeante absorbido en un material por volumen del material. La solubilidad se mide suponiendo una presión de vapor y una temperatura constantes. Las unidades suelen ser (gm o cc) de permeante por unidad de volumen (cc) del material a una presión de vapor fija, es decir, (Gm/cc). Las unidades de solubilidad pueden normalizarse con respecto a la presión de vapor, es decir, (Gm/cc-mmHg). La solubilidad varía con la temperatura y la condición del permeante.

Coeficiente de solubilidad
Cantidad de gas o vapor que se disuelve en una cantidad dada de barrera.


T

Celda de análisis
Entorno dentro de un módulo en el que se realiza el análisis de la película. Las células de análisis pueden modificarse para analizar un envase o para acomodar una cámara medioambiental.

Gas de análisis
Gas que atraviesa la película de análisis. Por ejemplo, AQUATRAN utiliza vapor de agua como gas de análisis.

Gradiente de análisis
Diferencia de presión de vapor parcial en cada cara de la película de análisis.

Transmisión
Paso de un gas o vapor a través de una barrera, normalmente por absorción del gas en la barrera, la difusión del gas a través de la barrera y la liberación del gas al otro lado de la barrera.

Tasa de transmisión
Cantidad de gas o vapor que atraviesa una unidad de barrera en una unidad de tiempo por difusión.


U

N/D


V

Presión de vapor
La presión característica (normalmente expresada en mmHg) de un líquido o sólido a una temperatura dada, en equilibrio con el vapor.


W

WVTR
Tasa de transmisión de vapor de agua. Suele medirse en g/ m2día. Más información sobre Analizadores WVTR aquí.


X

N/D


Y

N/D


Z

Puesta a cero
Operación que permite un nuevo cero (línea de base) para el módulo de permeación. La puesta a cero permite que el ordenador tenga un punto de referencia para generar los datos de transmisión.