DIN 53380 Ensayo de plásticos - Determinación de la permeabilidad a los gases

DIN 53380 Ensayo de plásticos - Determinación de la permeabilidad a los gases

La norma “DIN 53380 Ensayo de plásticos - Determinación de la permeabilidad a los gases”, publicada por el Instituto Alemán de Normalización (DIN), consta de las siguientes subsecciones publicadas bajo el mismo título:

DIN 53380 Ensayo de plásticos - Determinación de la permeabilidad a los gases

  • El método descrito en la norma «DIN 53380-1 Parte 1: Método de medición volumétrica para películas plásticas» se utiliza para determinar la velocidad de un gas (por ejemplo, oxígeno, dióxido de carbono, nitrógeno y sus mezclas) que atraviesa una película plástica y, por consiguiente, su idoneidad para el envasado, por ejemplo, de productos sensibles. Este método no puede utilizarse para gases que tienden a condensarse o a reaccionar químicamente con el material de la muestra.

El caudal de gas se mide determinando el volumen de gas que pasa a través de la muestra en condiciones específicas. Las indicadas en la cláusula 8 son adecuadas para determinar caudales de gas que oscilan entre aproximadamente 3 cm³/(m²•d•bar) y 20 000 cm³/(m²•d•bar) (donde d representa los días). Dado que el caudal de gas depende del espesor del producto, solo se pueden obtener resultados reproducibles con muestras de espesor uniforme. En el caso de materiales homogéneos, el caudal de gas suele ser inversamente proporcional al espesor.

En el ámbito de la ciencia de los materiales y la ingeniería de plásticos, garantizar la integridad y el rendimiento de los materiales de embalaje es fundamental. Una de las propiedades críticas de las películas utilizadas en el envasado de alimentos, dispositivos médicos y aplicaciones industriales es su capacidad para actuar como barrera contra los gases. Aquí es donde entra en juego la norma DIN 53380-1, que proporciona un método preciso para medir las tasas de transmisión de gases en películas plásticas. Esta norma sigue siendo un pilar del control de calidad en la industria del plástico. Al incorporar un enfoque volumétrico para medir la cantidad de gas que atraviesa una película en condiciones controladas, ayuda a los fabricantes a optimizar los materiales para usos específicos.

La permeabilidad a los gases se refiere a la velocidad a la que las moléculas de gas se difunden a través de un material. En el caso de las películas plásticas, se prefiere una baja permeabilidad para prolongar la vida útil de productos sensibles al oxígeno, como frutas y verduras frescas o productos farmacéuticos, mientras que una alta permeabilidad puede ser necesaria para membranas transpirables utilizadas en la industria textil o agrícola. Un control inadecuado de esta propiedad puede provocar deterioro, contaminación o fallos en el material.

La norma DIN 53380-1 responde a estas necesidades estandarizando las pruebas, garantizando el cumplimiento de las normativas internacionales y facilitando el comercio. Se suele utilizar como referencia cruzada con la norma ISO 1399 y otras normas similares para la permeabilidad al gas del caucho, lo que pone de manifiesto su interoperabilidad en laboratorios de ensayo internacionales. En una era dominada por los plásticos ecológicos y los materiales compuestos avanzados, los datos precisos de permeabilidad impulsan la innovación, desde películas biodegradables hasta laminados de alto rendimiento.

La norma DIN 53380-1 es indispensable para las industrias basadas en películas de polímeros:

  • Envases de alimentos: Medición del suministro de oxígeno para prevenir la oxidación en aperitivos o carnes.
  • Productos farmacéuticos: El envasado en blíster garantiza entornos estériles al impedir la fuga de humedad y gases.
  • Electrónica: Pruebas de materiales de encapsulación para pantallas flexibles frente a la entrada de helio o nitrógeno.
  • Nueva tecnología: Evaluación de barreras de metano en películas de almacenamiento de biogás donde la prueba de permeabilidad volumétrica al metano sigue esta norma.

El cumplimiento de la norma DIN 53380-1 no solo satisface los requisitos legales (por ejemplo, los materiales en contacto con alimentos en la UE), sino que también respalda la I+D de materiales de próxima generación.

  • La norma “DIN 53380-2 Parte 2: Método manométrico para el ensayo de películas plásticas” especifica una técnica manométrica para determinar la velocidad de transmisión de gases a través de películas plásticas delgadas. A diferencia de los métodos volumétricos o de gas portador de otras partes de la serie, el método manométrico se centra en las diferencias de presión, lo que lo hace ideal para materiales con permeabilidad media a alta, donde los cambios de presión se detectan fácilmente. La norma generalmente abarca películas con espesores entre 20 µm y 3 mm, pero se pueden realizar adaptaciones para otros rangos bajo pedido. Es compatible con normas internacionales como la ISO 15105-1 para sensores coulométricos, pero destaca la simplicidad del ensayo manométrico para el análisis universal de gases.

En el campo de los ensayos de plásticos, donde la sensibilidad determina la fiabilidad del producto, la norma DIN 53380-2 se erige como un protocolo fundamental para evaluar la interacción de los gases con los materiales poliméricos. Esta norma se basa en versiones anteriores para proporcionar un marco sólido para las mediciones manométricas. Complementa la serie DIN 53380, más amplia, al ofrecer un método directo basado en la presión para medir la permeabilidad de los gases, lo que la hace indispensable para las industrias que exigen evaluaciones de barrera altamente eficientes y fiables. Este método es especialmente valioso por su aplicabilidad y simplicidad a una amplia gama de gases, desde oxígeno hasta hidrógeno, en películas utilizadas en embalajes, componentes de automoción y muchos otros ámbitos.

La norma DIN 53380-2 se utiliza ampliamente en diversos sectores industriales:

  • Envases: Evaluación de barreras contra el dióxido de carbono en botellas de bebidas o pantallas de oxígeno para productos perecederos.
  • Automoción y energía: Evaluación de la permeabilidad del hidrógeno en las membranas de las pilas de combustible y desarrollo de nuevos dispositivos para realizar pruebas seguras y conformes a las normas.
  • Medicina y electrónica: Pruebas de películas para comprobar la estanqueidad a los gases en dispositivos o pantallas.
  • Sostenibilidad: Medición de la transferencia de nitrógeno o metano en películas biodegradables para la agricultura.

Esta norma acelera la I+D al permitir pruebas rápidas y versátiles, como se observa en los poliuretanos termoplásticos, donde los datos de permeabilidad guían las formulaciones para aplicaciones con bajas emisiones de gases.

  • La norma “DIN 53380-3 Parte 3: Gas portador específico de oxígeno - Método de medición en películas plásticas y piezas moldeadas de plástico” describe un método para determinar la permeabilidad al oxígeno (al oxígeno puro o a mezclas de gases de oxígeno, por ejemplo, al aire) de películas, láminas y cuerpos huecos de plástico (por ejemplo, envases, tubos de plástico), según se define en la norma DIN 16922, lo que permite evaluar su idoneidad para aplicaciones de embalaje e ingeniería. Este método puede utilizarse para determinar tasas de permeabilidad que van desde 0,05 cm³/(m²•d•bar) hasta 1000 cm³/(m²•d•bar) para películas y láminas, y desde aproximadamente 0,0005 cm³/(d•bar) hasta 10 cm³/(d•bar) para cuerpos huecos. Aquí, d representa una unidad de 24 horas.

En la ingeniería de materiales moderna, la precisión del rendimiento de la barrera de gases es innegable, y la norma DIN 53380-3 se considera el estándar de referencia para medir la tasa de transmisión de oxígeno en películas plásticas mediante el método del gas portador. Esta norma representa el enfoque más avanzado y preciso para pruebas específicas de oxígeno dentro de la serie de normas DIN 53380. A diferencia de las técnicas volumétricas o manométricas, el método del gas portador utiliza un sistema de flujo continuo con un sensor de oxígeno específico y proporciona límites de detección tan bajos como 0,0005 cm³/(m²•d•bar), lo cual es fundamental para películas de alta barrera utilizadas en envases de alimentos, productos farmacéuticos y electrónicos.

El oxígeno es un factor clave en la oxidación, el deterioro y el crecimiento microbiano de los productos envasados. Incluso cantidades mínimas de permeabilidad, como 0,1 cm³/m²/día, pueden reducir la vida útil de productos sensibles de meses a semanas. Por el contrario, se prefiere un suministro controlado de oxígeno en aplicaciones como el envasado de productos frescos (envasado en atmósfera modificada) o apósitos para heridas.

La norma DIN 53380-3 establece lo siguiente:

  • Límites de detección ultrabajos para materiales de alta barrera (por ejemplo, PET recubierto de aluminio).
  • Alta repetibilidad (normalmente más/menos 5 por ciento)
  • Monitorización en tiempo real con flujo de gas continuo.
  • Cumplimiento del Reglamento (CE) n.º 1935/2004 y de la normativa 21 CFR de la FDA para materiales en contacto con alimentos.

Con el auge de los dispositivos electrónicos flexibles, las barreras biodegradables y los envases activos, contar con datos precisos sobre la tasa de suministro de oxígeno es fundamental para la innovación y la aprobación regulatoria.

  • La norma “DIN 53380-4 Parte 4: Método específico de absorción infrarroja para el ensayo de dióxido de carbono en películas y moldes plásticos” describe un método de absorción infrarroja para determinar las velocidades de transmisión de dióxido de carbono, metano, óxido nitroso y otros gases que absorben infrarrojos. Este método, que garantiza la coherencia internacional, cumple con la norma ISO 15105-3.

En el complejo mundo de las pruebas de barrera de polímeros, la norma DIN 53380-4 ofrece una solución especializada de alta sensibilidad para medir las tasas de transmisión de dióxido de carbono y otros gases infrarrojos a través de películas plásticas. Esta norma utiliza espectroscopia infrarroja no dispersiva para lograr una detección selectiva en tiempo real con límites de detección tan bajos como 0,1 cm³/(m²•d•bar). Centrada en aplicaciones críticas para el dióxido de carbono, desde envases de bebidas hasta sistemas de atmósfera modificada y membranas de biogás sostenibles, esta norma complementa los métodos específicos de oxígeno (DIN 53380-3), manométricos (DIN 53380-2) y volumétricos (DIN 53380-1).

La norma DIN 53380-4 se utiliza ampliamente en las siguientes áreas:

  • Envases de bebidas: Las botellas de PET deben tener una tasa de pérdida de dióxido de carbono inferior al 10 % en un período de 3 meses. Esta norma valida los recubrimientos de barrera y las mezclas de PET reciclado.
  • Envases para alimentos: El café, los aperitivos, el queso y otros productos requieren envases en atmósfera modificada con lavado de dióxido de carbono, lo que exige una entrada y salida equilibradas. Esto evita que el envase se colapse durante el transporte.
  • Biogás y energías renovables: Barreras contra el metano en revestimientos de digestores anaeróbicos. El filtro de metano (3,3 µm), conforme a la norma DIN 53380-4, mide el riesgo de fugas.
  • Productos farmacéuticos: Los viales y los envases tipo blíster lavados con dióxido de carbono evitan la oxidación sin necesidad de realizar pruebas de oxígeno.

La norma DIN 53380-4 es el estándar preciso para la permeabilidad al dióxido de carbono y a los gases activos en el infrarrojo en películas plásticas.

Durante muchos años, nuestra organización, con su personal competente y experimentado, ha comprendido las necesidades de sus clientes, brindándoles los servicios de ensayo avanzados que requieren y asistiéndolos en el establecimiento, la implementación y la mejora de sus sistemas de gestión. En este marco, también ofrecemos servicios de ensayo a empresas conforme a la norma DIN 53380 "Ensayo de plásticos: determinación de la permeabilidad a los gases".

WhatsApp