La permeabilidad al gas (GTR) se define como el volumen de gas que pasa por un área determinada cada día, bajo condiciones específicas de temperatura y diferencia de presión. Se expresa en unidades comunes: cm³/(m²·24h·0.1MPa). Cuanto menor sea este valor, mayor será la capacidad del material para bloquear el paso del gas.
Comparación: Cuando se infla un globo y luego lo dejan descansar durante unos días, este se va aplastando poco a poco… Las moléculas de gas están “escapando” por la superficie del globo. Lo que GTR mide es la velocidad con la que esto ocurre; cuanto más denso sea el material, más lentamente el globo se aplasta.
Definiciones en los estándares
La norma ASTM D1434 (Standard Test Method for Determining Gas Permeability Characteristics of Plastic Film and Sheeting), cláusula 3.1.1, define la tasa de transmisión de gases (GTR) como «la cantidad de un gas determinado que pasa por unidad de tiempo a través de una unidad de las caras paralelas de una película plástica, en las condiciones de ensayo»: la unidad SI es mol/(m²·s) y la unidad habitual es mL(STP)/(m²·d) con una diferencia de presión de una atmósfera. La norma metodológica internacional correspondiente es la ISO 2556 (método manométrico).
Condiciones de diferencia de presión y unidad
Es importante destacar que la unidad utilizada en el método de diferencia de presión GTR incluye un término relacionado con la diferencia de presión (0.1 MPa). Esto difiere de la unidad utilizada en el método de carga coulombiana OTR, que es cm³/(m²·24h). Dado que los mecanismos de prueba de ambos métodos son diferentes, los resultados no pueden compararse ni convertirse entre sí. Además, los valores de GTR para el mismo material varían según el tipo de gas utilizado en las pruebas y la temperatura. Por lo tanto, es necesario indicar claramente las condiciones bajo las cuales se obtuvieron los resultados en los informes.
Método de determinación: método de diferencia de presiones
Se divide el cuerpo de prueba en dos compartimentos: un compartimento de alta presión y un compartimento de baja presión. Primero se crea un vacío en el compartimento de baja presión, y luego se inyecta el gas de prueba en el compartimento de alta presión. El gas pasa a través del cuerpo de prueba y entra en el compartimento de baja presión, lo que hace que la presión aumente gradualmente. La tasa de transmisión del gas se calcula a partir de la curva de presión-en tiempo. Los estándares correspondientes son: 1038.1-2022 (China), ASTM D1434 (Estados Unidos), ISO 2556 (Internacional). La ventaja principal del método de diferencia de presión es que se puede utilizar un mismo instrumento para medir diversos gases como oxígeno, dióxido de carbono, nitrógeno, hidrógeno, helio y aire.
Diferencias y compatibilidad con OTR
El método de diferencia de presión GTR se utiliza para la medición de gases en general. Por otro lado, el método de corriente coulombiana OTR es más adecuado para la medición de oxígeno, y ofrece una mayor sensibilidad. Según los estándares del producto, se debe utilizar el método adecuado: el método de diferencia de presión se utiliza para la evaluación de la permeabilidad general, mientras que el método de corriente coulombiana se utiliza en casos de búsqueda científica donde se requiere una mayor precisión. Ambos métodos complementan entre sí, abarcando las necesidades de diferentes niveles de precisión y tipos de gases.
Fuente de referencia
- ASTM D1434, Standard Test Method for Determining Gas Permeability Characteristics of Plastic Film and Sheeting (ASTM International);
- ISO 2556, Plásticos — Determinación de la tasa de transmisión de gases de películas y hojas delgadas a presión atmosférica (Organización Internacional de Normalización).
- Estas son las fuentes de autoridad principales para las definiciones y los métodos de ensayo de este artículo.
