Medidores de Permeabilidad al Vapor de Agua (WVTR)

Un medidor de permeabilidad al vapor de agua es un instrumento de ensayo de barrera que determina la tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) de películas, láminas y envases, expresada en gramos por metro cuadrado por día. Los sistemas Labthink C303H, C306H y C390H realizan esta medición mediante sensor infrarrojo de humedad, diseñados conforme al método descrito en ASTM F1249 e ISO 15106-2, para materiales de barrera alta y media.

Los tres equipos comparten el mismo sensor infrarrojo, con una resolución de 0,0001 g/(m²·día), pero se diferencian en el número de celdas de ensayo y en el rango de medición. El C303H y el C390H miden desde 0,005 g/(m²·día) con 3 celdas simultáneas y admiten, como opción, una cámara para ensayar envases completos; el C306H mide desde 0,02 g/(m²·día) con 6 celdas independientes, aunque su alcance se limita a película y lámina. El C390H se distingue además por un bloque de ensayo integrado de diseño patentado y por cubrir aplicaciones extendidas como back-sheets solares, sistemas de cierre, tanques de combustible y carcasas de batería.

Kasalab comercializa en Colombia y Perú los analizadores de permeabilidad al vapor de agua Labthink C303H, C306H y C390H y brinda asesoría para seleccionar la configuración según el número de muestras que deben ensayarse en paralelo, el rango de transmisión requerido y si el ensayo se realiza sobre película, lámina o envase completo.

¿Qué analizador de permeabilidad al vapor de agua Labthink elegir: C303H, C306H o C390H?

La elección entre el C303H, el C306H y el C390H depende del número de celdas que necesita el laboratorio, del rango de tasa de transmisión de vapor de agua requerido y de si el ensayo debe cubrir también envases completos, no solo película o lámina. Las normas de referencia de los tres equipos son ASTM F1249, ISO 15106-2, GB/T 26253, JIS K7129 y YBB00092003-2015.

C303H — 3 celdas, para película, lámina y envase

• Tasa de transmisión de vapor de agua: 0,005 a 40 g/(m²·día) en configuración estándar (ampliable a 0,005–100 g/(m²·día) como opción); en formato de envase, 0,00002 a 0,2 g/(pkg·día) opcional; en área MASK de 5 cm², 0,2 a 400 g/(m²·día) opcional.
• Resolución de 0,0001 g/(m²·día) y repetibilidad de 0,005 g/(m²·día) o 2%, el que sea mayor.
• 3 celdas de ensayo, con probeta de 11,2 × 11,2 cm y espesor máximo de 3 mm; área de ensayo estándar de 50 cm².
• Rango de temperatura de 15 °C a 50 °C (5 °C a 60 °C personalizable), con fluctuación de ±0,05 °C; humedad de 5% a 90% ±1%.
• Dimensiones de 60 × 50 × 70 cm y peso neto de 100 kg; alimentación de 120 VAC ±10% 60 Hz o 220 VAC ±10% 50 Hz.
• Opciones: cámara de ensayo para envase, compresor de aire, CFR21 Part 11, requisitos de sistema informático GMP y DataShield™.

Para laboratorios que necesitan ensayar tanto película o lámina como envases plásticos, de vidrio o metal en un mismo equipo, con 3 muestras en paralelo.

C306H — 6 celdas, para película y lámina

• Tasa de transmisión de vapor de agua: 0,02 a 40 g/(m²·día) en área estándar de 50 cm²; en área MASK de 5 cm², 0,2 a 400 g/(m²·día) opcional; en área MASK de 1 cm², 1 a 2000 g/(m²·día) opcional.
• Resolución de 0,0001 g/(m²·día) y repetibilidad de 0,02 g/(m²·día) o 2%, el que sea mayor.
• 6 celdas de ensayo independientes, con probeta de 11,7 × 11,7 cm y espesor máximo de 3 mm; área de ensayo estándar de 50 cm².
• Rango de temperatura de 15 °C a 50 °C (5 °C a 60 °C opcional), con fluctuación de ±0,15 °C; humedad de 5% a 90% ±2%, o 100%.
• Dimensiones de 60 × 49 × 66 cm —un ancho equivalente a un tercio de un instrumento tradicional de seis celdas— y peso neto de 100 kg; alimentación de 120 VAC ±10% 60 Hz o 220 VAC ±10% 50 Hz.
• Opciones: compresor de aire, CFR21 Part 11, requisitos de sistema informático GMP y DataShield™. No incorpora cámara de ensayo para envase.

Para laboratorios con alto volumen de muestras de película o lámina que necesitan procesar hasta 6 probetas por ciclo en un espacio reducido.

C390H — 3 celdas, bloque integrado y aplicaciones extendidas

• Tasa de transmisión de vapor de agua: 0,005 a 40 g/(m²·día) en configuración estándar (ampliable a 0,005–100 g/(m²·día) como opción); también expresada en 0,0003 a 2,6 g/(100 in²·día); en formato de envase, 0,000025 a 0,2 g/(pkg·día).
• Resolución de 0,0001 g/(m²·día) y repetibilidad de 0,005 g/(m²·día) o 2%.
• Bloque de ensayo integrado de diseño patentado con 3 celdas; probeta de 108 × 108 mm y espesor máximo de 3 mm; área de ensayo estándar de 50 cm².
• Temperatura de ensayo de 10 °C a 55 °C ±0,2 °C; humedad de ensayo de 5% a 90% ±1%, o 100%.
• Opciones: cámara de ensayo para envase con capacidad de hasta 3 litros, DataShield™, requisitos de sistema informático GMP y CFR21 Part 11.

Para laboratorios que, además de película y lámina, necesitan cubrir aplicaciones especializadas como back-sheets solares, sistemas de cierre, tanques de combustible o carcasas de batería, con capacidad de ensayo de envase de hasta 3 litros.

¿Para qué sirven los analizadores de WVTR por sensor infrarrojo?

Sirven para determinar cuánto vapor de agua atraviesa una película, lámina o envase en condiciones controladas de temperatura y humedad, un dato central para calificar materiales de barrera en empaque farmacéutico, alimentario y técnico. El resultado permite comparar materiales, validar un cambio de proveedor o de estructura de empaque, y verificar que un material cumple el límite de transmisión que exige una especificación de producto.

La medición en el C303H, el C306H y el C390H se realiza por sensor infrarrojo según ASTM F1249 e ISO 15106-2. Cuando el material exige un método basado en sensor electrolítico conforme a ISO 15106-3 y ASTM F3299, el analizador de WVTR por sensor electrolítico C330H es el equipo adecuado; y cuando el método requerido es el gravimétrico de ASTM E96, la opción correspondiente son los sistemas gravimétricos de WVTR con balanza integrada o los permeámetros de vapor de agua por método de copa PERME® W3.

¿Cómo funciona la medición por sensor infrarrojo?

El ensayo se desarrolla en tres etapas dentro de la celda de medición.

1. Montaje y acondicionamiento: la probeta se sujeta entre las dos cámaras de la celda de ensayo, quedando expuesta por un lado a la corriente con humedad controlada y por el otro a nitrógeno seco.
2. Generación del gradiente y permeación: la diferencia de humedad entre ambos lados impulsa la difusión del vapor de agua a través de la probeta, desde el lado húmedo hacia el lado seco.
3. Detección y cálculo: el flujo de nitrógeno seco arrastra el vapor de agua hasta el sensor infrarrojo, que genera una señal eléctrica proporcional a su concentración; a partir de esa señal se calcula la tasa de transmisión de vapor de agua de la probeta.

En el C390H, cuando el ensayo se realiza sobre un envase completo, el nitrógeno seco circula por el interior del envase mientras el exterior se mantiene en un ambiente de humedad controlada, conservando el mismo principio de detección infrarroja.

Beneficios clave

• Sensor infrarrojo patentado: no requiere consumibles y mantiene su desempeño durante un ciclo de vida prolongado, reduciendo el costo de operación frente a métodos que dependen de sensores reemplazables.
• Múltiples celdas de ensayo: el C303H y el C390H ensayan 3 muestras y el C306H hasta 6, todas bajo la misma condición de temperatura y humedad, con resultados independientes por celda.
• Control automático de flujo, temperatura y humedad: reduce la intervención manual del operador y mejora la exactitud y la repetibilidad del resultado.
• Resolución de 0,0001 g/(m²·día): permite distinguir diferencias pequeñas de barrera entre materiales de alta protección al vapor de agua.
• Panel táctil de 12" con modo automático: simplifica la operación, ya que basta con ingresar temperatura y humedad para iniciar el ensayo.
• Opción de cámara para envase (C303H y C390H): permite evaluar el producto terminado, no solo el material plano, y en el C390H admite envases de hasta 3 litros.

Aplicaciones típicas

Las aplicaciones varían según el modelo, principalmente por la capacidad de ensayar envases completos.

• Películas plásticas diversas, película compuesta papel-plástico, película coextruida y laminados con aluminio (C303H, C306H, C390H).
• Láminas de PP, PVC, PVDC, láminas metálicas, hule y silicio (C303H, C306H, C390H).
• Envases plásticos, de vidrio o metal —botellas, bolsas, cajas, cartones y latas de tres piezas—, empaque farmacéutico y cosmético, tubos de pasta dental, vasos de gelatina y yogur (C303H, C390H).
• Sistemas de cierre de botellas, cartones y bolsas; back-sheets solares; tubos plásticos; empaques blíster completos; tanques de combustible automotrices y de motores pequeños; carcasas plásticas de batería (C390H).

Industrias y sectores

• Farmacéutico y cosmético: los tres equipos incluyen la norma china YBB00092003-2015 de empaque farmacéutico entre sus normas de referencia, y el C303H y el C390H cubren además empaque cosmético (tubos de pasta dental, envases de cosméticos).
• Alimentos y Bebidas: el C303H cubre cartones tipo Tetra Pak, tambores de aceite y vasos de yogur y gelatina; el C390H cubre vasos de yogur y gelatina y envases de bebidas.
• Química y Petroquímica: los tres equipos ensayan directamente el material polimérico —películas y láminas de PP, PVC, PVDC y otros plásticos— antes de su transformación en producto final.

Preguntas Frecuentes (FAQ): Medidores de Permeabilidad al Vapor de Agua (WVTR)