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¿Por qué utilizar embalajes isotérmicos de VIP?

08 julio 2013

Fruto de 10 años de investigación, el VIP (Vacuum Insulated Panel) hace su entrada en el ámbito de los embalajes refrigerantes.

Los aislantes tradicionales para la concepción de una caja isotérmica

Los aislantes clásicos más utilizados en la fabricación de embalajes isotérmicos son el  poliuretano, el poliestireno expandido o extruido y el polietileno. Con una conductividad térmica de 20 a 25 mW/mK, el poliuretano es el más eficaz de los aislantes tradicionales. Asociadas con placas de gel eutéctico a 0 °C, las cajas de poliuretano ofrecen una autonomía que puede llegar a alcanzar los 5 días entre +2 °C/+8 °C, frente una duración inferior a 3 días en los demás casos.

¿Qué es el VIP o Vacuum Insulated Panel?

El VIP es un panel aislante al vacío. Se caracteriza por una conductividad térmica comprendida entre 3 y 7 mW/mK. Es decir, con la misma fuente de frío, el VIP ofrece una autonomía que oscila entre 7 y 10 días, es decir, de 2 a 3 veces la conseguida con un aislante clásico. El VIP (Vacuum Insulated Panel) responde así a las necesidades específicas de los grandes envíos y, más concretamente, aquellas que se desarrollan en condiciones de calor intenso. Este aislante se utiliza desde principios de los años 2000 en la industria aeronáutica, la marina, la construcción, la refrigeración, etc.

Panneaux_VIP

Daniel Quenard, jefe de la división de materiales del Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) añade: 

«Para crear un aislante térmico, atrapamos un gas en cavidades de pequeño tamaño, más o menos cerradas, con una cantidad mínima de material o una porosidad muy elevada (< 90 %). En un material aislante, el factor principal que contribuye a la transferencia de calor es, por tanto, el gas atrapado, generalmente aire, que posee una conductividad térmica de 25 MW/mK. Para reducir esta contribución, la solución más eficaz es «eliminar» este gas creando el vacío o aplicando, al menos, una baja presión.

Así, un panel aislante al vacío VIP (Vacuum Insulated Panel) se compone de un material «central», poroso con cavidades abiertas  (esteras fibrosas, espumas, granulados, etc.), envasado en una película hermética. La película suele ser una capa múltiple compuesta por polímero/aluminio/polímero que garantiza la durabilidad del VIP. En efecto, debe impedir la penetración de los componentes del aire en el material, principalmente el nitrógeno, el oxígeno y, sobre todo, el vapor de agua. Los principales materiales de relleno utilizados son las espumas celulares con celdas abiertas y los sílices «pirogenados», que presentan la ventaja de ofrecer un determinado volumen de poros nanométricos, lo que permite incrementar la durabilidad del vacío en el panel. La conductividad térmica del VIP ronda los 10 mW/mK para un vacío aproximado de 1 mbar.» .

Diferentes tipos paneles VIP

Los paneles aislantes al vacío VIP ofrecen un aislamiento superior y un espesor reducido. Han avanzado mucho en los últimos 10 años: introducción de materiales de relleno de mejor calidad, mejora de la disponibilidad de las películas barrera.

«El vacío consiste en un material central envuelto en una barrera metalizada multicapa resistente al oxígeno y al vapor de agua para los VIP de larga duración o una barrera compuesta únicamente de polímero para las aplicaciones con una vida útil más corta, como los embalajes isotérmicos empleados en la cadena de frío. Los materiales centrales pueden estar compuestos por espuma de polímero con celdas abiertas, fibra de vidrio y sílice. Comparado con otros materiales, el sílice no precisa un nivel de vacío muy reducido, lo que ofrece estabilidad de rendimiento a largo plazo, sin necesidad de recurrir a purgadores de gas o a niveles de vacío muy bajos.», nos explica Quentin Shrimpton de NanoPore Insulation.

Con unas paredes menos gruesas que los aislantes clásicos, una caja isotérmica de VIP ofrece un rendimiento superior con un volumen y un coste de transporte reducidos.

El panel aislante al vacío VIP se caracteriza por una conductividad térmica comprendida entre 3 y 7 mW/mK, es decir, un coeficiente de 3 a 7 respecto a los aislantes tradicionales. Estos valores, suministrados por los principales fabricantes de VIP, dependen de la naturaleza del material central, del nivel de vacío y de la calidad de la película utilizada. El Vacuum Insulated Panel se combina con otros materiales, con frecuencia un aislante clásico, lo que permite protegerlo y aumentar así el coeficiente de transferencia de calor. Presenta asimismo puentes térmicos específicos durante el montaje, lo que reduce el coeficiente real del rendimiento térmico de las cajas a un valor comprendido entre 2 y 3.

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¿Por qué fabricar embalajes isotérmicos de VIP? 

El VIP se incorpora a los embalajes térmicos porque:

  • Con la misma fuente de frío, el VIP ofrece una autonomía que oscila entre 7 y 10 días, es decir, de 2 a 3 veces la conseguida con un aislante clásico y responde así a una necesidad específica.
  • Utilizada sin fuente de frío, la caja isotérmica de VIP mejora la duración de la conservación.
  • La caja isotérmica de VIP resiste mejor a los segmentos y a los perfiles de calor extremo.

Muy pronto, hablaremos más en detalle acerca de las ventajas y los inconvenientes del VIP en los embalajes isotérmicos.

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