La transferencia de calor es una consecuencia propia de objetos que, estando a distintas temperaturas, están en contacto térmico o en un rango de influencia radiante. La aislación térmica provee una zona en la que la conducción térmica es reducida, o la radiación térmica es reflejada, más que absorbida por el cuerpo a menor temperatura. Para ello, se usan métodos o procesos especialmente diseñados, así como objetos y materias de características particulares.

La capacidad aislante de un material se mide por medio de la conductividad térmica. Los materiales con baja conductividad consiguen una mayor capacidad de aislación y, por lo tanto, están siendo empleados para optimizar el embalaje y bodegas que requieren de control térmico.

El poliestireno expandido (EPP / EPS) ofrece tanto aislación térmica como resistencia a golpes.
Fuente: http://www.taracell.com

En comparación a los líquidos y sólidos, los gases tienen pobres propiedades de conducción térmica, y por ende, al ser capturados y almacenados en celdillas, generan un buen material aislante. Su efectividad se incrementa si el aire, por ejemplo, se puede atrapar en pequeñas celdas que no puedan transferir calor por convección. Este principio existe en la naturaleza como es el caso de las plumas de ganso y la lana de las ovejas.

En materiales manufacturados, el vidrio o materiales poliméricos se emplean para generar estructuras tipo espuma (lana de vidrio, celulosa, espumas de poliestireno, perlita, corchos, tejido fleece –“polar”-, entre otros). El más empleado es la espuma de plástico, ya que es liviana y su baja conductividad térmica se debe a la baja conductividad del aire encerrado en celdillas de escaso material sólido (reduciendo la superficie que pudiese conducir calor).

Figura 1: Principio de materiales PCM (Phase Change Materials): Absorben - Almacenan – Liberan frío/calor.
Fuente: http://www.lizoo.cn

Otros materiales incluyen fibras, espumas, rellenos sueltos y materiales reflectantes. La conducción térmica en los aislantes de espumas es menor que la de los aislantes en base a fibras, debido a la estructura celular. Las superficies reflectantes, como el aluminio, cuentan con baja emisión y bloquean gran parte del calor radiante. Utilizado en sistemas al vacío, los materiales (films) reflectantes se aplican frecuentemente entre capas de materiales fibrosos.

Un material novedoso es la gama Phase Change Materials (PCMs), materiales que cambian de estado físico sin cambiar su temperatura, es decir, se basan en el concepto de calor latente, el cual acompaña el cambio de estado sin un cambio de temperatura correspondiente (ver Figura 1). El manejo de cambio de fase de estos materiales los hace ideales para contenedores reutilizables, y se ocupan para cadenas de frío para el almacenamiento en frío o caliente, en forma de paneles o planchas aislantes.

Salmón en caja aislante.
Fuente: http://www.abbe.com.au

Una de las principales preocupaciones de la distribución de bienes sensibles a los cambios de temperatura, es su estabilidad térmica durante el transporte y exhibición. La calidad de los productos perecibles puede reducirse de manera significativa luego de unas pocas horas de exposición a temperaturas inadecuadas. En algunos alimentos, la exposición a altas temperaturas genera un ambiente propicio al desarrollo bacteriano, acortando su vida útil y exponiendo al consumidor a impactos en su salud. Asimismo, si no se garantiza su cadena de frío, productos biológicos pueden tornarse totalmente inefectivos o incluso tóxicos.

Thermal Packaging Products: Fibras aislantes con fibras de algodón (compostables) absorben derrames, humedad y condensación, esta estructura no contiene estirenos y permite incluir packs de gel o hielo seco para productos refrigerados. Fuente: www.mhpn.com/

El uso adecuado de materiales aislantes favorece la conservación de estos bienes hasta que llega a manos del consumidor, ralentizando su proceso de deterioro. Un buen material aislante para el packaging debe ser, además, poco susceptible a la humedad, de bajo costo, fácil y liviano de fabricar y transportar, tener buena resistencia mecánica, y finalmente, ser atractivo visualmente. Sumado a ello, hoy se buscan soluciones recuperables y reciclables.

De igual modo, la distribución de productos con materiales aislantes exige un transporte adecuado. Un método es a través de vehículos refrigerados con cadenas térmicas controladas. Un segundo método, denominado “one-way”, se refiere a productos en packaging aislante que puede diseñarse y validarse rápidamente, como las bolsas aislantes vendidas en supermercados o entregadas en farmacias, para llevar productos a casa -con o sin uso de complementos (como los packs de gel que se congela), y generalmente con una capa de aluminio en el exterior-. Finalmente, un tercer método contempla sistemas de contenedores de transporte retornables, cuya construcción externa es resistente al impacto y son utilizados para fletes mayores, incluso a nivel internacional.