Stirling Ultracold ha lanzado recientemente un nuevo material de cambio de fase (PCM) para -70 °C, denominado Stirling Ultraguard En la cadena de frío, «PCM» es un término de uso común, pero puede que no lo sea tanto en el ámbito de la biotecnología o las ciencias de la vida. Sin embargo, el hecho de que el término PCM no se utilice habitualmente no significa que no lo hayas visto antes. Los materiales de cambio de fase básicos que se utilizan en ciencia son el hielo y el hielo seco. En esta entrada del blog se explicarán los conceptos básicos sobre qué es un PCM y cómo se puede utilizar, incluyendo los casos de uso probados de Stirling Ultraguard.

¿Qué es el PCM?

Un PCM es cualquier material que experimenta una transición de fase, expulsando calor (energía) cuando se enfría por debajo de una determinada temperatura. Es lo que se denomina calor latente de fusión. El agua es el PCM más utilizado en la vida cotidiana. Por debajo de 0 ºC, el agua se cristaliza en hielo. El calor latente de fusión durante esta transición es de 334 kilo-Julios de energía por 1 kilogramo de hielo, o más comúnmente escrito 334 kJ/kg (144 BTU/lb.).1. El agua es el PCM más comúnmente utilizado en la vida cotidiana.

El hielo seco es otro PCM común utilizado en el espacio de las ciencias de la vida para el almacenamiento y el mantenimiento de temperaturas ultrabajas (<-40°C) durante los envíos de muestras. El hielo seco se fabrica licuando dióxido de carbono e inyectándolo en un tanque de almacenamiento, donde se congela a una temperatura de -109° F y se comprime en hielo sólido. Dependiendo de si se crea en un peletizador o en una prensa de bloques, el hielo seco puede convertirse en pellets o en grandes bloques.2 No es tóxico, pero sí inflamable, y sublima directamente de sólido a gas con un calor latente de fusión de 197,71 kJ/kg (85 BTU/lb.).

Stirling Ultraguard es muy similar al hielo seco, pero no requiere un suministro regular de dióxido de carbono líquido para su producción. Ultraguard es un PCM no tóxico a base de sal que, si se enfría por debajo de -86°C, pasará de estado líquido a sólido con un calor latente de fusión de 190 kJ/kg (81,7 BTU/lb.).

¿Por qué es esto importante? En los últimos años, diversas regiones geográficas se han enfrentado a una escasez de dióxido de carbono, lo que a su vez ha provocado problemas de suministro de hielo seco.³ Esta situación se volvió extremadamente crítica cuando Pfizer, Moderna y empresas de logística externas intentaban distribuir las vacunas de ARNm contra la COVID-19 por todo el mundo a temperaturas ultrabajas.

¿Cómo se utiliza el PCM?

Los usos del PCM son múltiples, ya que existen múltiples tipos, con una gama de temperaturas de almacenamiento. En el caso del hielo, es estupendo para enfriar el agua de bebida en un día caluroso o para sujetar un músculo dolorido para combatir la inflamación. El hielo también funciona muy bien en una nevera portátil para mantener frías las bebidas en la playa.

El hielo seco se utiliza a menudo cuando es necesario mantener una muestra fría durante un periodo de tiempo limitado. Ya sea en un dispositivo de transporte o en un puesto de trabajo, el hielo seco se utiliza para mantener los materiales biológicos a temperaturas extremadamente bajas mientras se estudian.

Presentamos Ultraguard PCM para el almacenamiento en congeladores a temperaturas ultrabajas

Al igual que el hielo en una nevera de playa, el Ultraguard situado en el interior de un congelador de temperatura ultrabaja (ULT) puede ayudar a «mantener el frío» en caso de un corte repentino de suministro eléctrico o durante el transporte en congeladores de alcance limitado, en los que puede que no haya suministro eléctrico disponible. De hecho, esta solución de PCM se diseñó para su uso con el congelador Stirling Ultracold ULT25NEU, el único aparato ULT portátil del sector. Un ULT25NEU vacío puede utilizarse para acondicionar (cargar) y, en última instancia, almacenar el PCM cargado junto con el contenido crítico del congelador. Cuando se utilizan conjuntamente, el Ultraguard acondicionado mantendrá el congelador ULT25NEU por debajo de los -60 °C durante más de 8 horas.

En zonas remotas donde el suministro eléctrico no siempre es estable o limpio, y donde a menudo no se dispone de hielo seco, el Ultraguard y el ULT25NEU pueden utilizarse conjuntamente para proteger térmicamente materiales biológicos críticos frente a cortes totales o parciales de suministro eléctrico. El congelador ULT25NEU ha demostrado su eficacia para la protección a temperaturas ultrabajas en el laboratorio, pero con Ultraguard acondicionado en su interior, ya no necesita una toma de corriente. Además, en un laboratorio o en un biobanco, Ultraguard puede ser un excelente plan de respaldo o accesorio para los congeladores verticales de temperatura ultrabaja, con el fin de proteger aún más el contenido crítico durante un corte de corriente o un desastre natural, o incluso actuar como aislamiento adicional frente a un entorno de funcionamiento extremadamente cálido.

Las temperaturas ultrabajas por debajo de -60 °C son difíciles de alcanzar y mantener. Ultraguard, tras ser acondicionado en un congelador ULT, puede ayudar ahora a que estas temperaturas sean un poco más fáciles de alcanzar. A medida que BioLife Solutions explore nuevos casos de uso de Ultraguard, nos aseguraremos de mantenerle informado.

Referencias