Características ambientales
En esta tabla se muestran las características ambientales de los propelentes anteriores. Del grupo de los gases comprimidos el único que presenta un potencial de calentamiento global (GWP) moderado es el óxido nitroso, el resto es completamente amigable con el ambiente. De los hidrocarburos su única limitación ambiental es que se les considera VOC’s ya que participan en reacciones fotoquímicas. Mientras que, de los hidrofluorocarbonos el único que tiene una característica negativa es el 134a por presentar un GWP alto, el resto es amigable con el ambiente. En cuanto al DME su limitación ambiental es que se considera VOC, pero tiene un GWP insignificante.
8. Relación de Llenado
Las fórmulas de aerosol se componen de dos elementos: concentrado y el propelente, y precisamente uno de los puntos clave para formular un aerosol es encontrar el propelente adecuado a nuestras necesidades y encontrar la relación óptima entre el concentrado y el propelente que nos permita tener las características del funcionamiento del producto.
Entre estas características están:
1. Obtener el patrón de descarga requerido.
2. Asegurar la descarga total del producto.
3. Cumplir con cuestiones regulatorias
4. Asegurar que el producto es seguro y estable
8.1 Consideraciones al seleccionar propelentes
Previo a la selección del propelente es posible hacer algunas consideraciones, sobre todo en temas de flamabilidad, costo, solubilidad, cuestiones regulatorias, presión y segmentación del producto. Y es importante hacernos cuestiones como:
¿Es importante el tema de inflamabilidad?
Para la mayoría de los productos no lo es, sin embargo, para algunas aplicaciones es forzoso cumplir con el tema de no inflamabilidad. Por ejemplo, algunas aplicaciones técnicas e industriales como productos para el desmolde de piezas y limpiadores de contactos eléctricos
¿Es necesario que el propelente sea soluble con el concentrado?
Es una característica ideal, ya que mejora la pulverización del producto, pero también existen técnicas para integrar el propelente con el concentrado.
¿Requiero exportar mi producto?
Es importante revisar las regulaciones del lugar a donde deseemos exportar, sobre todo por límites máximos permitidos de VOC’s y restricción en el uso de propelentes por temas de GWP.
¿Cuál es mi mercado objetivo?
Existen mercados como el de cuidado personal y del hogar que son muy competitivos donde difícilmente se puede seleccionar propelentes de precio elevado, pero mercados como el farmacéutico o de aplicación técnica permiten tener más flexibilidad al seleccionar el propelente.
8.2 Determinación de la relación de llenado
Desafortunadamente no existe una fórmula mágica para determinar la relación de llenado, ya que cada caso es particular y existen muchas variables a considerar. Sin embargo, si se pueden tomar en cuenta algunos parámetros como punto de partida:
1. Forma física del concentrado
2. Base o vehículo del concentrado
3. Características del spray
4. Presión de vapor
9. Llenado del aerosol
Uno de los cuestionamientos que surgen al desarrollar un aerosol es ¿A qué cantidad deben llenarse? Y podemos realizarla con el siguiente proceso:
Un concepto importante que hay que recordar es el de headspace o cámara de expansión, que básicamente es el espacio que ocupa la fase vapor del propelente en un aerosol.
1. Capacidad máxima del envase
Es importante remarcar que es imposible llenar un aerosol al 100% de su capacidad por dos cuestiones: por funcionamiento, pero sobre todo por seguridad.
En cuestión de funcionamiento, para gases licuados se recomienda que al menos se tenga un 5% de cámara de expansión; 15% para el CO2 y 45% para el nitrógeno.
En cuanto a la seguridad hay que recordar que la densidad disminuye con la temperatura, lo que significa que un gas se expande con el calentamiento. Por tanto, los niveles de llenado deben tener en cuenta la expansión de la fase líquida en el peor de los casos, es decir a 50 oC; temperatura a la cual el formulador debe asegurar que el producto es seguro para su uso y manipulación.
Existen algunas normatividades que precisamente indican o recomiendan cuál es ese llenado máximo permitido para un aerosol y que en el caso de gases licuados es entre 82.45 y 85%.
2. Determinación de la densidad del aerosol
Existen dos métodos para hacer esta determinación:
Método indirecto:
La determinación se puede realizar con el procedimiento que se muestra a continuación. Los valores de densidad del concentrado a la temperatura de prueba se determinan con el método más conveniente y los del propelente generalmente se toman de tablas.
Limitaciones:
– No se consideran cambios en el volumen que surgen al mezclar (concentrado + propelente).
– No toma en cuenta el pequeño volumen de propelente que se pierde en el headspace.
Método Directo:
Este método es el más exacto ya que es completamente experimental, pero su limitante es que requiere de mayor infraestructura.
Y finalmente al contar con la relación de llenado, la densidad del aerosol y la capacidad máxima del envase ya se tienen los elementos para dar respuesta al cuestionamiento de la cantidad a la que debe llenarse un aero.
