La permeabilidad al oxígeno (OTR) se define como el volumen de oxígeno que puede pasar a través del material de embalaje por metro cuadrado, en una temperatura y humedad específicas, durante 24 horas. La unidad común utilizada es cm³/(m²·24h). Cuanto menor sea este valor, mayor será la capacidad del material para bloquear el paso del oxígeno.
Análisis: Podemos considerar la película de envasado como un “muro”. El oxígeno, por su parte, es como los “invadidos” que intentan infiltrarse constantemente en ese muro. OTR, a su vez, representa la cantidad total de oxígeno que logra infiltrarse cada día. Cuanto más densa sea la película (es decir, cuanto mayor sea el grado de barrera que ofrece), menos oxígeno podrá infiltrarse, y las sustancias contenidas dentro del producto se deteriorarán con menos rapidez.
Definiciones en los estándares
La norma ASTM D3985-17 (Standard Test Method for Oxygen Gas Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using a Coulometric Sensor), cláusula 3.1.3, define el OTR como «la cantidad de gas oxígeno que pasa por unidad de tiempo a través de una unidad de superficie 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 cm³/(m²·24h) con una diferencia de presión de una atmósfera. La norma metodológica internacional correspondiente es la ISO 15105-2 (método isobárico).
Unidades y escalas típicas
Los materiales de alta barrera (como las películas compuestas de aluminio, las películas EVOH) tienen un valor de OTR inferior a 1 cm³/(m²·24h). Las películas de nylon de moderada barrera, como el PA, suelen tener un valor de OTR en la décima parte de ese valor. En cambio, las películas simples de PE y PP pueden alcanzar valores de OTR de miles. Los alimentos ricos en grasa, los leches infantiles y los medicamentos sensibles al oxígeno generalmente requieren envases con alta barrera; de lo contrario, pueden surgir problemas como la oxidación de los aceites, la pérdida de nutrientes y la disminución de la eficacia farmacológica.
Método de determinación: método de carga coulombiana
La cámara de prueba se divide en dos partes: una lado contiene oxígeno en flujo, mientras que el otro lado utiliza nitrógeno como gas transportador para llevar las moléculas de oxígeno al sensor de Boulardage. El oxígeno reacciona con los electrodos del sensor, generando una corriente eléctrica. La magnitud de esta corriente está directamente relacionada con la cantidad de oxígeno que pasa, lo que permite calcular el valor de OTR de manera precisa. Las normas correspondientes son: ASTM D3985 (Estados Unidos) 19789 (China), ISO 15105-2 (Internacional). Este método es muy sensible y constituye una herramienta principal para la evaluación de materiales de alta barrera.
Relación con WVTR y GTR
Estos tres métodos pertenecen a la familia de pruebas relacionadas con la capacidad de barrera en el envase: WVTR se utiliza para medir la permeación de vapor de agua; GTR se emplea para detectar diversos gases mediante el método de diferencia de presión; OTR está diseñado específicamente para medir la permeación de oxígeno. La mayoría de los estándares para materiales de embalaje farmacéutico y productos alimentarios requieren que se realicen al menos dos de estas pruebas. Por lo tanto, los laboratorios de control de calidad suelen necesitar equipos de detección adecuados para llevar a cabo estas pruebas.
Fuente de referencia
- ASTM D3985-17, Standard Test Method for Oxygen Gas Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using a Coulometric Sensor (ASTM International);
- ISO 15105-2, Plásticos — Películas y hojas — Determinación de la tasa de transmisión de gases — Parte 2: Método isobárico (Organización Internacional de Normalización).
- Estas son las fuentes de autoridad principales para las definiciones y los métodos de ensayo de este artículo.
