Modelación de la liberación sostenida de aceites esenciales desde matrices poliméricas

Abstract

El objetivo de esta tesis fue desarrollar un modelo para la transferencia de masa de principios activos volátiles a través de matrices poliméricas, e integrar este modelo a la simulación del comportamiento de un sistema de liberación controlada. Como casos de estudio se seleccionó la liberación de 2-isopropil-5-metilfenol (timol) y (1R, 2S, 5R)-2-isopropil-5-metilciclohexanol (mentol), a partir de polietileno de baja densidad (LDPE). Ambos principios activos poseen actividad biológica como plaguicidas y tienen un importante potencial de aplicación en control de enfermedades y plagas en la agroindustria. Se desarrolló un dispositivo monolítico de liberación de los principios activos, elaborado mediante un proceso de moldeo, y se implementó un sistema experimental para la determinación gravimétrica de las cinéticas de liberación sostenida. En ambos sistemas difusivos (mentol/LDPE y timol/LDPE) se encontró evidencia de un mecanismo de transferencia de masa mediante sitios vacíos, lo que sugirió la ocurrencia de un fenómeno similar al denominado “efecto Kirkendall”. Se propuso un modelo de transferencia de masa del tipo “Gas Polvoriento”, consistente con un sistema Kirkendall en el cual no ocurren cambios macroscópicos de volumen, para describir la cinética deliberación sostenida de los aceites esenciales desde la matriz polimérica. El coeficiente de interdifusión fue calculado utilizando teoría de Volumen Libre. La predicción del coeficiente de interdifusión y los resultados de la simulación de la liberación sostenida fueron consistentes con los datos gravimétricos obtenidos experimentalmente. En conclusión, el modelo de transferencia de masa de tipo Gas Polvoriento, acoplado con la predicción del coeficiente de interdifusión mediante teoría de Volumen Libre, representa adecuadamente el comportamiento de la cinética de liberación sostenida de los sistemas estudiados.