A taxa de permeação de oxigênio (OTR) é a quantidade de oxigênio que pode passar por um determinado material de embalagem por dia, sob condições de temperatura e umidade específicas. A unidade utilizada é cm³/(m²·24h). Quanto menor o valor, maior a capacidade do material de impedir a passagem do oxigênio.
Análise comparativa: Considere a película de embalagem como uma “parede”. O oxigênio é como um “invasor” que tenta entrar continuamente na parede. O TMR, por sua vez, representa a quantidade total de oxigênio que consegue entrar diariamente. Quanto mais densa for a parede (ou seja, quanto maior for o material de barreira), menos oxigênio conseguirá entrar, e as coisas dentro da parede ficarão “más” mais lentamente.
Definições contidas no padrão
A 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 o OTR como «a quantidade de gás oxigénio que atravessa, por unidade de tempo, uma unidade de área das faces paralelas de um filme plástico, nas condições de ensaio»: a unidade SI é mol/(m²·s) e a unidade corrente é cm³/(m²·24h) para uma diferença de pressão de uma atmosfera. A norma metodológica internacional correspondente é a ISO 15105-2 (método isobárico).
Unidades e escalas típicas
Os materiais de alta barreira (folhas de alumínio, filmes com EVOH) têm um valor de OTR inferior a 1 cm³/(m²·24h); os filmes de nylon de barreira média, como o PA, variam entre algumas dezenas; já os filmes simples de PE e PP podem atingir valores milionários. Alimentos ricos em gordura, leites infantis formulais e medicamentos sensíveis à oxidação geralmente requerem embalagens de alta barreira. Caso contrário, podem ocorrer problemas como deterioração da gordura, perda de nutrientes e redução da eficácia dos medicamentos.
Método de determinação: Química Coulombiana
O teste divide a câmara de teste em duas partes: um lado contém oxigênio em fluxo, enquanto o outro lado utiliza nitrogênio como gás transportador. As moléculas de oxigênio que passam pela câmara são capturadas pelos sensores de Rutherford. O oxigênio reage com as eletrodos dos sensores, gerando uma corrente elétrica. A magnitude da corrente é proporcional à quantidade de oxigênio que passa, permitindo assim a determinação direta do OTR. As normas correspondentes são: ASTM D3985 (EUA) 19789 (China), ISO 15105-2 (internacional). Este método é altamente sensível e é o principal método de teste para materiais de alta barreira.
Relação com WVTR e GTR
Essas três métricas fazem parte da família de testes relacionados à barreira contra a passagem de gases: o WVTR mede a permeação de vapor de água, o GTR utiliza uma técnica de diferença de pressão para detectar a passagem de vários tipos de gases, enquanto o OTR é especializado no controle da passagem do oxigênio. A maioria dos padrões de qualidade para materiais de embalagem farmacêutica e produtos alimentícios exige a realização de pelo menos dois desses testes. Portanto, os laboratórios de inspeção necessitam dispor de equipamentos de teste adequados para realizar esses testes.
Fontes de referência
- 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 — Filmes e folhas — Determinação da taxa de transmissão de gás — Parte 2: Método isobárico (Organização Internacional de Normalização).
- Estas são as fontes de autoridade principais para as definições e os métodos de ensaio deste artigo.
