¿Cómo mantener la cadena de frío en alimentación y farmacia? Embalajes isotermos: requerimientos y tests

El 42% del gasto online en gran consumo se destina a productos de alimentación, según datos de Aecoc Shopperview. Es más, la cuota de mercado del e-commerce de gran consumo en 2023 superará el 3% actual. Incluso el sector farmacéutico ha ido adentrándose en el comercio digital con un crecimiento exponencial en los últimos años y se espera que siga creciendo, llegando a facturar casi dos millones de euros en 2023, según un estudio realizado por Statista.

En este contexto, los embalajes isotermos juegan un papel clave en el transporte de productos que necesitan mantener una temperatura específica y constante durante todo su ciclo de distribución, especialmente para los sectores de farmacia y alimentación, asegurando que el producto llega en perfectas condiciones al usuario final.

Por ello, a continuación, se identifican los embalajes isotermos más representativos de los sectores objetivo, realizando una comparativa técnica, y se describe el procedimiento para testear su funcionalidad en el mantenimiento de la temperatura de conservación del producto a lo largo de su ciclo de distribución (protocolo de ensayo climático).

Adicionalmente, se aporta a modo de Case Study la experiencia de Itene en el proyecto europeo PRIMA SUREFISH, donde se identifican algunos de los dispositivos comerciales existentes en el mercado para poder identificar si durante el transporte se han podido dar roturas de la cadena frío, necesaria para garantizar la calidad y conservación de los productos de pesca (sector alimentación / sector farmacia). Se mostrarán los resultados de una simulación de roturas de frío y cómo funcionaron los dispositivos validados en distintas ubicaciones en el envase y pallet.

El embalaje isotermo ha de cumplir con los siguientes requerimientos:

Requerimientos de tiempo y temperatura de conservación

Requerimientos técnicos

Previamente a la descripción de las características técnicas de cada uno de los embalajes isotermos seleccionados por Itene como representativos para el mantenimiento de la cadena de frío durante la distribución, se describen los requerimientos técnicos a cumplir por cada una de las soluciones aportadas:

• El embalaje isotermo puede ser de un solo uso o retornable.
• En caso de ser un retornable, debe facilitar su limpieza y desinfección, evitando las esquinas de difícil acceso.
• El material utilizado debe resistir a nivel físico-mecánico el ciclo de distribución utilizado. Este requerimiento se refiere a la protección de posibles choques o golpes durante el manejo y la distribución.
• Los productos más sensibles a choques y golpes durante el ciclo de distribución deberían poder situarse e inmovilizarse, de modo que sufran los mínimos golpes y que conserven de forma íntegra su calidad. Las frutas y hortalizas son uno de los productos que puede sufrir daños durante el transporte.
• Debe facilitar la manipulación por parte del repartidor. Los repartidores prefieren el uso de contenedores isotérmicos flexibles frente a los rígidos, debido a que el peso y el volumen del contenedor son más ergonómicos a la hora de manejarlos.
• Aunque se prevé que la mayoría de los alimentos que se transportan en el contenedor vengan dentro de un envase primario, se tendrá en cuenta que el material cumpla con la legislación vigente para materiales para cada uno de los dos sectores objetivo: alimentación y farmacia.
• En algún punto de la cadena de distribución, los pedidos serán transportados y manejados por el distribuidor, por lo que se debe limitar el peso del pedido por cuestiones de ergonomía.
• La metodología o la operativa de frío aplicada con el nuevo contenedor debe poder implementarse con la misma facilidad en todos los centros. Este requerimiento es importante para estandarizar los servicios/embalajes isotermos de la empresa y proporcionar un mismo nivel de calidad.
• Una barrera frente al vapor de agua es necesaria para evitar intercambios de agua que puedan deteriorar el producto. Además, muchos de los materiales utilizados para aislar este tipo de contenedores pierden efectividad al absorber humedad.
• Posibilidad de integrar en el embalaje isotermo, acumuladores de frío en bolsillos o compartimentos dentro del mismo embalaje, para ayudar a mantener la temperatura de manera individual en cada uno de ellos y no en el transporte.

A partir de la experiencia de Itene, se analizan a continuación posibles alternativas de embalaje isotermo existentes en el mercado, en base a las características técnicas de cada uno de sus componentes/materiales, que condicionan su funcionalidad.

Previamente a la descripción de los embalajes isotermos, identificados como representativos en los sectores objetivo, es necesario definir los dos componentes que integrarán el sistema de packaging isotérmico:

• Embalaje isotermo: evitará el intercambio de temperatura con el exterior permitiendo mantener un rango de temperaturas durante un periodo de tiempo estimado.
• Acumuladores: complementos que se mantienen a bajas temperaturas y aportan frío de manera constante al embalaje isotermo. Encontramos de dos tipos, dependiendo de si se buscan temperaturas positivas de refrigeración (se obtienen temperaturas de hasta +8 °C) o negativas de congelación (temperaturas de -21 °C).

A partir de los requerimientos de temperatura-tiempo y requerimientos técnicos planteados, se ha realizado la búsqueda de los tipos de embalaje isotermo más representativos existentes en el mercado, a partir de los cuales realizar una comparativa técnica, esquematizada en la siguiente matriz comparativa, donde se indica, para cada embalaje isotermo seleccionado, el rango de temperaturas de trabajo, materiales que lo componen y otras ventajas técnicas.

Con el fin de validar la funcionalidad de los embalajes isotermos incluidos en la matriz técnica de comparación, se propone el siguiente test para la monitorización de la temperatura en el interior del embalaje isotermo a lo largo del tiempo en unas condiciones de temperatura y humedad dadas por la cámara climática empleada en el ensayo. Para poder realizar el seguimiento de la temperatura interior del embalaje para productos refrigerados y congelados, teniendo en cuenta el perfil de la norma ISTA 7D simulado por la cámara, se recomienda realizar previamente al ensayo los siguientes pre-acondicionamientos:

• Alimentos o simulantes: los refrigerados a 4 °C y los congelados a -18 °C;
• Embalajes a 23 °C y 50% de humedad relativa;
• Acumuladores, tanto de refrigerado como de congelado, a -20 °C.

El protocolo seleccionado fue el ISTA 7D, debido a que es uno de los más comunes utilizados a la hora de ensayar los embalajes isotérmicos comerciales. A continuación, se describe el perfil de verano de esta norma ISTA 7D, que se podría utilizar para simular condiciones extremas de verano.

Se ha de incorporar un data logger, en cada uno de los embalajes. Para ello se tuvo en cuenta disponer el sensor de forma que no estuviera en contacto con el producto / simulante ni con los acumuladores para poder obtener un dato más exacto y real de cómo afectará al producto.

En el proyecto SUREFISH, financiado por el programa PRIMA de la Unión Europea, se seleccionaron herramientas comerciales para controlar la cadena de frío, en concreto etiquetas visuales indicadoras de tiempo-temperatura, denominadas TTIs, y dispositivos para medir temperatura y humedad, denominados dataloggers (se muestran en la tabla 3). Se probaron en condiciones de transporte simuladas en el laboratorio de ITENE con el objetivo de evaluar la posición más adecuada en una caja o unidad de carga de cada tipo de envase para productos de pesca con el fin de obtener los protocolos y recomendaciones más adecuados a tener en cuenta en las empresas de pesca que usen este tipo de dispositivos.

Las soluciones seleccionadas se pusieron a prueba en los laboratorios de simulación de Itene para evaluar el comportamiento de las herramientas comerciales que existen y verificar así el mantenimiento de la cadena de frío. Se probaron distintas tipologías de cajas de pesca comerciales de distintos materiales, en concreto, de cartón laminado con plástico, plásticas de polipropileno, plástico alveolar y poliestireno expandido.

Las pruebas confirmaron que las cajas utilizadas permiten aislar el producto de condiciones de temperatura abusivas. Además, los productos embalados en las cajas de las capas superiores del palé son más sensibles a los cambios de temperatura, en comparación con los productos de las cajas inferiores, según mostraron las herramientas utilizadas de control de la cadena de frío.