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¿Qué es la permeación?

La permeación se refiere al paso de un gas o de vapor a través de una barrera semipermeable como una película, un envase completo, un dispositivo médico o incluso una pantalla electrónica flexible. El gas o vapor pasa de una zona de alta concentración a otra de baja concentración.

Los materiales de envasado modernos están fabricados en diferentes materiales semipermeables a gases. Los más populares son el papel y el carbón, envases de plástico rígido como HDPE/pet, envases de plástico flexible como LDP/LLDPE y envases metalizados que suelen usar láminas de aluminio. Como se trata de materiales permeables, es fundamental medir la tasa de permeación al gas a través de esas barreras para determinar cuánto tiempo conservará un sistema de envasado la composición de gas deseada y, por lo tanto, cuánto tiempo estará protegido un producto en un envase dado. La conservación de los alimentos, bebidas y productos envasados puede verse alterada por la permeabilidad al gas del sistema de envasado utilizado. En el sector de la fabricación de productos electrónicos para paneles solares y dispositivos OLED, la tasa de permeación al vapor de agua a través de los sistemas de envasado afecta directamente a la vida útil del producto y, por lo tanto, es un parámetro fundamental para determinar la vida útil de los componentes electrónicos envasados.

Está claro, la tasa de permeación al gas a través de barreras y envases permeables es importante en muchas aplicaciones.

Para garantizar que los productos envasados o los materiales de envase garantizan el nivel deseado de conservación, protección y seguridad, es fundamental comprender las tasas de permeación al gas a través de los materiales de barrera y del envase acabado, y seleccionar materiales y diseños de envase que den respuesta a sus necesidades de conservación.

En aplicaciones prácticas, la tasa de transmisión (TR) es la forma más común de registrar el flujo de gas que atraviesa un polímero. Las tasas de transmisión de oxígeno (OTR), vapor de agua (WVTR) y dióxido de carbono (CO2TR) pueden medirse con instrumentos que utilizan diferentes tecnologías de sensor. En el caso de las películas para envasado, la tasa de permeación suele indicarse en cc/m2día para OTR y CO2TR y en g/ m2día para WVTR.

Así, las tasas de transmisión describen qué cantidad del gas estudiado (en cc o g) atraviesa un área dada de una película de barrera cada día. Para envases acabados, las tasas de permeación suelen indicarse en: cc/envasedía para OTR y CO2TR y g/envasedía para WVTR. Para envases completos, se mide la cantidad de gas que atraviesa el envases en un día. Tanto si se analizan envases como películas, las tasas de permeación se ven afectadas por condiciones medioambientales como la temperatura, humedad relativa (RH) y la diferencia de concentración entre el gas que hay en el interior del envase y el gas del exterior del envase. Por eso es fundamental realizar el análisis en condiciones controladas de temperatura y humedad relativa para obtener resultados de tasa de transmisión precisos.

¿Qué puedo hacer con las mediciones de permeación?

A partir de los análisis de tasa de transmisión de gas es posible determinar cuánto tardará un refresco embotellado en perder el gas (incluso sin abrir el producto), el tiempo que tarda una atmósfera protectora en igualarse con las condiciones ambientales y, finalmente, si el envase ofrece la protección deseada frente a la permeación de gas.

El análisis de permeación de gas puede usarse para monitorizar la calidad de los materiales de envasado en el paso de película a producto envasado final. Muchas veces, incluso pequeños cambios en el material pueden ocasionar cambios significativos en la tasa de permeación de gas, con importantes consecuencias en la atmósfera que rodea al producto cuando está envasado. Hoy en día, los equipos de análisis de permeación se utilizan principalmente para analizar la permeación del gas para el control de calidad en materiales de envasado, convertidores y en el sector de la alimentación y la bebida.

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