Permeabilidad al vapor de agua y al oxígeno de films y envases por métodos gravimétrico, de sensor infrarrojo y de sensor coulométrico

Fundamento

En el método gravimétrico para vapor de agua, una probeta del film sella la boca de una cápsula que contiene desecante (método seco) o agua (método húmedo); la cápsula se pesa periódicamente en una cámara a temperatura y humedad controladas, en general 38 grados y 90 % de humedad relativa para envases, y el aumento o la pérdida de masa por unidad de tiempo y de área es la tasa de transmisión de vapor. Es simple y de referencia, pero lento e insensible para barreras altas. En el método del sensor infrarrojo, el film separa dos cámaras: una con humedad conocida y otra barrida por nitrógeno seco que lleva el vapor que atraviesa hasta un sensor infrarrojo que lo cuantifica, con sensibilidad hasta milésimas de gramo por metro cuadrado y día. Para el oxígeno, el film separa una cámara con oxígeno o aire de otra barrida por nitrógeno que lleva el oxígeno permeado a un sensor coulométrico, que lo reduce y genera una corriente proporcional; la tasa de transmisión de oxígeno se mide a temperatura y humedad controladas, porque las barreras de alcohol polivinílico y de poliamida pierden capacidad con la humedad. Los envases enteros, como botellas y bandejas selladas, se ensayan montándolos completos en el equipo. Se informa la tasa de transmisión por área y, dividiendo por el espesor, la permeabilidad del material; para envases, la tasa por envase y día es lo que alimenta el cálculo de vida útil.

Matriz (en qué muestra)

Films y láminas de plástico y multicapa; envases flexibles y rígidos; botellas de PET; blisters; papel y cartón recubiertos; membranas y barreras de vapor de construcción

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Cámara de temperatura y humedad controladas y balanza analítica para el método gravimétrico; equipo de tasa de transmisión de vapor de agua con sensor infrarrojo; equipo de tasa de transmisión de oxígeno con sensor coulométrico; adaptadores para envases enteros; medidor de espesor de films; generador de humedad.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Nitrógeno de alta pureza como gas portador; oxígeno o aire como gas de ensayo; desecante (cloruro de calcio anhidro) o agua destilada; films de referencia certificados para verificar los equipos.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Cápsulas de permeabilidad y sellantes (cera o grasa); máscaras de aluminio para probetas chicas; adhesivos para montar envases.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Gases; desecante; sellantes; films de referencia; sensores coulométricos, que se agotan.

Unidad

kg/(m2·s) · g/m2·día de vapor de agua · cm3/m2·día de oxígeno a presión atmosférica · g o cm3 por envase y día · perm y permeancia en construcción

Rango de referencia

Film de polietileno de 25 micrones: unos 15 a 20 g/m2·día de vapor y 6.000 a 8.000 cm3/m2·día de oxígeno; PET de 25 micrones: 15 a 20 g/m2·día y 100 a 150 cm3/m2·día; laminados con aluminio o con EVOH: menos de 0,1 g/m2·día y menos de 1 cm3/m2·día

Norma que lo exige

Las especificaciones de compra de films y envases de la industria alimentaria, farmacéutica y cosmética; el Código Alimentario Argentino y la Farmacopea Argentina en cuanto exigen envases que protejan el producto durante su vida útil, y los estudios de estabilidad que lo demuestran; las normas IRAM de barreras de vapor y de membranas para construcción; los requisitos de las cadenas de supermercados y de exportaciónargentina e internacional

Norma que describe la técnica

ASTM E96 e ISO 2528 para el método gravimétrico de vapor de agua; ASTM F1249 e ISO 15106-2 para el sensor infrarrojo; ASTM D3985 e ISO 15105-2 para el oxígeno por sensor coulométrico; ASTM F1307 y F1927 para el oxígeno en envases enteros y en condiciones de humedad; ASTM F1770 y ISO 15106-3 para envases; DIN 53122argentina e internacional

Edición y vigencia de la norma

ASTM F1249-20; ASTM D3985-17; ASTM E96/E96M-24

Volumen de muestra

Probetas de 50 a 100 cm2 sin defectos, al menos dos por muestra; para envases, tres unidades cerradas como en producción

Conservación y transporte

El film tiene que estar libre de pliegues, arañazos y microporos: un pinchazo invisible domina la medición de una barrera alta. Se registra el espesor en varios puntos de cada probeta y la cara que mira a la humedad o al oxígeno, porque los multicapa son asimétricos. Las probetas se acondicionan a la temperatura y la humedad del ensayo hasta llegar al estado estacionario, que en barreras altas puede tardar días. Los equipos se verifican con films de referencia certificados. Se informan siempre la temperatura, la humedad y la presión parcial del ensayo.

Límite de detección típico

0,005 g/m2·día de vapor de agua y 0,005 cm3/m2·día de oxígeno con sensores de alta sensibilidad; 0,5 g/m2·día por gravimetría

Incertidumbre típica

±5 a 10 % relativo; mayor en barreras muy altas por el tiempo hasta el estado estacionario

Área

Materiales/industrial; Alimentos y bebidas; Farmacéutico

Fecha de última actualización: 9/9/2026