El mantenimiento de la cadena de frío con placas eutécticas

El éxito de las industrias que dependen de la cadena de frío se basa en saber enviar un producto con un control de temperatura adaptado a las circunstancias de envío. Las acciones para mantener dicha cadena han mejorado de forma sustancial en las últimas décadas, y hoy puede responderse a las necesidades de una amplia variedad de productos, desde alimentos a muestras biológicas. Es precisamente de estas últimas de las que os hablaremos en este artículo, y de cómo pueden mantenerse a la temperatura adecuada gracias a las denominadas placas eutécticas.

Biobancos, integridad de las muestras y cadena del frío

El ciclo de vida de una muestra biológica tiene muchas fases: planificación, obtención, transporte, procesado, almacenado, distribución y análisis. El mantenimiento de la integridad de las muestras en todas estas fases es crucial para la reproducibilidad de la investigación básica y clínica. Como se indicaba en este artículo de la revista Proteomics ya en el año 2013, «a veces, las enfermedades están asociadas a cambios muy pequeños en el ADN (polimorfismos de un solo nucleótido), y el uso de muestras fiables para estudiar esos biomarcadores resulta crucial.

Sin los protocolos adecuados y el uso de tecnologías avanzadas, la integridad y la viabilidad de estas muestras pueden ponerse en riesgo. Las pequeñas variaciones en la manipulación y la temperatura de las muestras pueden afectar la reproducibilidad de la investigación básica y clínica, sobre todo en campos que avanzan rápidamente como la terapia celular» (Gestión de la cadena de frío en Biobancos. Disponible aquí [consultado el 04 de octubre de 2021]).

Así pues, la gestión y control de la cadena de frío en todos los procesos de un banco de biomuestras es uno de los factores más relevantes a la hora de obtener muestras de elevada calidad y reducir el número de errores derivados de una mala conservación en la investigación basada en muestras biológicas. 

Las placas eutécticas

Entre las principales tecnologías de la cadena de frío para proporcionar un entorno de temperatura controlada durante la gestión y, sobre todo, durante el transporte, de muestras biológicas se incluyen, entre otras, las placas eutécticas. Estas placas permiten mantener diferentes niveles de temperatura de las muestras a fin de garantizar su integridad a lo largo del camino, pues cualquier divergencia puede dar lugar a daños irreversibles y costosos. Es tan sencillo como entender que una muestra puede perder todo valor o utilidad si se rompe la cadena de frío.

Conocidas también como «placas frías», «cartuchos eutécticos», «bloques eutécticos», «geles refrigerantes» o «packs refrigerantes», el principio del funcionamiento de las placas eutécticas es similar al de las placas de gel que se utilizan habitualmente para mantener el frío en el interior de una nevera, con la diferencia que las primeras se rellenan con un líquido rico en sales minerales y pueden reutilizarse muchas veces. El objetivo es muy simple: conservar durante más tiempo la temperatura de productos termosensibles como las muestras biológicas. 

Funcionamiento de las placas eutécticas

El sistema se basa en un principio intuitivo: el frío se acumula durante la noche a través de una unidad de refrigeración eléctrica que congela la solución eutéctica. A continuación, la solución se funde, con lo que se «libera» el frío previamente acumulado y se garantiza el mantenimiento de las bajas temperaturas. Esto compensa la pérdida de temperatura del propio contenedor o de cuando este se abre. 

Ahora bien, es importante tener en cuenta que el líquido eutéctico debe estar perfectamente congelado y solidificado antes de utilizar la placa. Asimismo, en todos los manuales se recomienda que este proceso de congelado se haga con las placas en posición horizontal. Sin congelación, no se acumulan suficientes frigorías (unidad de energía, empleada en refrigeración, equivalente al valor negativo de 1 kilocaloría) y el poder frigorífico de las placas se degrada. Pero ¿cuál es la temperatura de congelación? Esta debe ser al menos 5°C inferior a la temperatura de congelación del líquido eutéctico. Por ejemplo, una placa eutéctica de -17°C, es decir aquella cuyo punto de fusión es de -17°C, deberá ser congelada como mínimo a -22°C.

Todo esto se logra por la propia naturaleza de las placas, llenas con los denominados líquidos eutécticos, que son soluciones acuosas con sales minerales y fluidos refrigerantes. Así pues, una solución eutéctica es esencialmente una mezcla de agua y de sales cuyo punto de congelación es constante y más bajo que el del agua. Por lo tanto, un líquido eutéctico a -17°C se derretirá (o se solidificará) a -17°C, de modo que su punto de fusión es, efectivamente, inferior a 0°C, que es el punto de congelación del agua. Para simplificar el ejemplo: ¿por qué salar las carreteras en invierno permite bajar la temperatura de congelación superficial de la calzada? La sal mezclada con agua es el líquido eutéctico más conocido.

Ventajas y del uso de las placas eutécticas 

En general, el uso de placas eutécticas tiene varias ventajas:

Acumulación de energía térmica

Como hemos indicado anteriormente, actúan como acumuladores de energía térmica que desprenden durante el transporte, lo que permite un mayor tiempo de mantenimiento de la temperatura adecuada de las muestras biológicas. El desprendimiento de frío es constante, con lo que se minimizan cambios bruscos de temperatura indeseados.

Facilidad de uso

Basta con congelarlas para disponer del frío acumulado. Se trata, por lo tanto, de una refrigeración simple, económica y eficaz. Además, no necesitan alimentación eléctrica y son reutilizables, con prestaciones prácticamente inalteradas.

Menos bacterias

Limitan la proliferación bacteriana, con lo que garantizan una mejor conservación de la calidad de las muestras.

No son tóxicas

El contenido eutéctico de las placas es atóxico, es decir, ofrecen máxima seguridad en caso de contacto accidental con las muestras.

Sirven tanto para el frío como para el calor

Se encuentran disponibles en una amplia variedad de soluciones para el transporte de materias biológicas, en cualquier rango de temperatura, desde -30ºC hasta +65ºC. Por lo tanto, pueden ser acumuladores de frío o de calor y pueden emplearse tanto para el transporte refrigerado como para el transporte convencional. Según la concentración de los líquidos incluidos en las placas, estas pueden lograr temperaturas negativas (-20°C), positiva (+2°C) o ambiente (+20°C).

La duración de mantenimiento de la temperatura en una nevera refrigerada con placas eutécticas frías puede llegar hasta 24 h e incluso más.

Placa eutéctica
Una placa eutéctica


Funcionamiento óptimo y elección de la placa eutéctica

Para un funcionamiento óptimo de las placas eutécticas en envases isotérmicos o neveras, es importante seguir una serie de recomendaciones:

  1. Congelarlas, más o menos durante 24 h y en horizontal, a 30ºC menos que la temperatura de las muestras que se van a transportar. Así se garantiza la completa solidificación de la solución eutéctica.
  2. Se colocan en el embalaje para que de forma paulatina desprendan el frío que ha absorbido durante la congelación.
  3. La elección adecuada de la placa eutéctica debe combinar la potencia térmica de la placa y la necesidad de temperatura. Así, es importante conocer las necesidades de temperatura de la muestra a transportar, lo que determinará no sólo la placa a escoger, sino el número de placas a utilizar. Por lo tanto, factores como la duración del viaje, el tamaño del envío y las temperaturas ambientales o exteriores (no es lo mismo transportar muestras en verano que en invierno) son importantes a la hora de decidir qué tipo de envasado se requiere y el nivel de consumo de energía correspondiente. Tener claros todos estos aspectos facilita de forma significativa la elección de la placa.
  4. Durante su funcionamiento dentro del contenedor o nevera, y para un funcionamiento óptimo, es importante colocar las placas eutécticas en la parte alta del contenedor, si es posible por encima de la carga de los productos termosensibles.
  5. Se recomienda poseer al menos dos juegos de placas eutécticas para ir alternando su uso (mientras un juego se congela, el otro se utiliza). Este doble juego permite la disponibilidad inmediata de frío, ya que uno de los juegos está continuamente en recarga.

Fuentes

  • Palomo Garcia J, Gestión de la cadena de frío en Biobancos. En 2º Curso de Almacenamiento de Muestras (SSPA, Malaga), 2016. (Disponible aquí [consultado el 04 de octubre de 2021]).
  • Frío eutéctico. En Olivo Cold Logistics. (Disponible aquí [consultado el 04 de octubre de 2021]).
  • Implementación de placas eutécticas. En Olivo Cold Logistics. (Disponible aquí [consultado el 04 de octubre de 2021]).
  • Fuente de frio: ¿placa eutéctica o botella de agua? En Olivo Cold Logistics. (Disponible aquí [consultado el 04 de octubre de 2021]).
  • García García D, Manejo de excursiones de temperatura en la distribución de productos farmacéuticos termosensibles. Revista Cubana de Farmacología. Vol. 53, No. 1. 2020. (Disponible aquí [consultado el 04 de octubre de 2021]).



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