Sosteniendo la Potencia de la Vacuna en la Logística de la Cadena Fría: Análisis Numérico de la Duración de Enfriamiento Extendida en Materiales de Cambio de Fase de n-Tetradecano Infundido con Glicerol
Autores: Bhatt, Tapasvi; Jain, Naman; Yin Kwee Ng, Eddie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Sosteniendo la Potencia de la Vacuna en la Logística de la Cadena Fría: Análisis Numérico de la Duración de Enfriamiento Extendida en Materiales de Cambio de Fase de n-Tetradecano Infundido con Glicerol
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Vacunación
Cadenas de frío
Materiales de cambio de fase
Aditivo de glicerol
Duración de fusión
Estabilidad térmica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las cadenas de frío de vacunación dependen críticamente de mantener las temperaturas dentro del rango de 2-8 grados C, con materiales de cambio de fase (PCMs) como el n-tetradecano que ofrecen un potencial sustancial debido a su alta capacidad calorífica latente y características de fusión óptimas. A pesar de la extensa investigación sobre la mejora de la fusión de los PCMs, las estrategias para extender la duración de la fusión y la estabilidad térmica siguen siendo poco exploradas. Este estudio numérico pionero investiga el impacto de incorporar un aditivo de 5% de glicerol en el n-tetradecano, con el objetivo de desacelerar la tasa de fusión y mantener el rango de temperatura deseado durante períodos prolongados. Este estudio evalúa numéricamente el efecto de un aditivo de 5% de glicerol en el n-tetradecano, revelando una extensión sustancial de 20.6 h en el mantenimiento de la temperatura segura, de 123.3 h en n-tetradecano puro (T) a 143.9 h con el aditivo (T + G). Aunque T alcanza la fusión completa en 121.7 h, la temperatura del aire dentro de la caja fría supera los 8 grados C solo 1.6 h después; en contraste, T + G alcanza este umbral 2.2 h antes de la fusión completa, resultando en una extensión efectiva de 20.6 h. El análisis de entropía muestra un aumento retrasado en T + G, indicando una estabilidad térmica mejorada, mientras que los contornos de temperatura confirman que T + G mantiene el enfriamiento hasta el día 6, un día completo más allá de T. Estos hallazgos destacan el potencial de la glicerol para modular la dinámica térmica dentro de las cajas frías basadas en PCM, ofreciendo una mejora rentable en la sostenibilidad del transporte de vacunas.
Descripción
Las cadenas de frío de vacunación dependen críticamente de mantener las temperaturas dentro del rango de 2-8 grados C, con materiales de cambio de fase (PCMs) como el n-tetradecano que ofrecen un potencial sustancial debido a su alta capacidad calorífica latente y características de fusión óptimas. A pesar de la extensa investigación sobre la mejora de la fusión de los PCMs, las estrategias para extender la duración de la fusión y la estabilidad térmica siguen siendo poco exploradas. Este estudio numérico pionero investiga el impacto de incorporar un aditivo de 5% de glicerol en el n-tetradecano, con el objetivo de desacelerar la tasa de fusión y mantener el rango de temperatura deseado durante períodos prolongados. Este estudio evalúa numéricamente el efecto de un aditivo de 5% de glicerol en el n-tetradecano, revelando una extensión sustancial de 20.6 h en el mantenimiento de la temperatura segura, de 123.3 h en n-tetradecano puro (T) a 143.9 h con el aditivo (T + G). Aunque T alcanza la fusión completa en 121.7 h, la temperatura del aire dentro de la caja fría supera los 8 grados C solo 1.6 h después; en contraste, T + G alcanza este umbral 2.2 h antes de la fusión completa, resultando en una extensión efectiva de 20.6 h. El análisis de entropía muestra un aumento retrasado en T + G, indicando una estabilidad térmica mejorada, mientras que los contornos de temperatura confirman que T + G mantiene el enfriamiento hasta el día 6, un día completo más allá de T. Estos hallazgos destacan el potencial de la glicerol para modular la dinámica térmica dentro de las cajas frías basadas en PCM, ofreciendo una mejora rentable en la sostenibilidad del transporte de vacunas.