Há duas formas principais para preservar a temperatura nos intervalos que as vacinas requerem:

1. Manter as vacinas num recipiente capaz de produzir continuamente frio por si só (ou seja, um frigorífico elétrico).
2. Manter as vacinas num recipiente juntamente com um material frio capaz de emanar frio durante um certo período de tempo (ou seja, uma caixa cheia de gelo).

O primeiro método chama-se cadeia do frio ativa, uma vez que o recipiente produz "ativamente" o frio necessário. Esses dispositivos são geralmente referidos como unidades de refrigeração. Inclui: frigoríficos, congeladores, câmaras frigoríficas e aparelhos de ar condicionado. É principalmente utilizado para armazenamento.

O segundo método chama-se cadeia do frio passiva, uma vez que o recipiente é passivo, e retém apenas o frio do próprio artigo armazenado. Esses dispositivos são geralmente referidos como caixas isotérmicas ou recipientes isolados de transporte ou recipientes passivos. Inclui: caixas térmicas, caixas de transporte de vacinas e caixas isoladas. É sobretudo utilizado para o transporte.

A cadeia do frio ativa requer um fornecimento regular de energia, enquanto a cadeia do frio passiva requer um fornecimento contínuo de frio, normalmente gelo de água, gelo de dióxido de carbono (também conhecido como "gelo seco") ou embalagens de gel refrigerado ou congelado.

Cadeia do frio ativa

Os dispositivos ativos da cadeia do frio utilizam sistemas mecânicos ou elétricos, alimentados por uma fonte de energia, combinados com controlo termostático para manter as temperaturas desejadas.

As principais tecnologias utilizadas para produzir frio são: compressão, absorção, alimentação por bateria solar e acionamento solar direto.

Frigoríficos do tipo compressão

Também conhecidos como "frigoríficos alimentados pela rede principal", estes são os modelos mais utilizados. Funcionam apenas com eletricidade. Estes modelos utilizam pouca energia, requerem pouca manutenção, produzem quantidades significativas de frio rapidamente e são fáceis de reparar. Estão equipados com um termóstato para a regulação da temperatura desejada.

Os frigoríficos de armazenamento de vacinas são concebidos para funcionar em diferentes condições climáticas; alguns modelos requerem apenas oito horas de energia por dia. São construídos com parede dupla e um revestimento interno de gelo que envolve a área de armazenamento de vacinas. As embalagens de gelo congeladas mantêm a temperatura abaixo de +8°C quando não há energia externa ou há falhas no fornecimento de eletricidade. São conhecidos como Frigoríficos revestido a gelo (Ice-Lined Refrigerator, ILRs).

Os frigoríficos do tipo compressão são carregados com um agente fluido refrigerante que sob a forma de gás é bombeado por um compressor para o condensador onde se forma como um líquido. Este líquido vaporiza mais tarde no evaporador, capturando calor e, portanto, arrefecendo o ar circundante. O gás volta ao compressor para recomeçar o ciclo, desde que o termóstato mantenha o circuito fechado e o compressor em funcionamento.

Há quatro tipos diferentes de frigoríficos e congeladores de compressão: (1) apenas Frigorífico, (2) apenas Congelador, (3) Frigorífico e Congelador (com compartimentos diferentes), e (4) Frigorífico ou Congelador (a unidade inteira é utilizada como frigorífico ou como congelador).

Frigoríficos de Absorção

Estes tipos de dispositivos extraem energia do querosene ou gás (butano ou propano), normalmente combinados com uma ligação elétrica alternativa. O agente refrigerante utilizado nestes dispositivos é uma solução de água, amoníaco, hidrogénio com uma pequena quantidade de agente anticorrosão. O circuito de arrefecimento está fechado; portanto, não é possível enchê-lo ou repará-lo se houver uma fuga.

São adequados para situações em que não há eletricidade ou não é fiável, mas os custos de funcionamento são caros devido ao seu consumo contínuo de combustível, podendo ser difícil controlar a temperatura dentro dos parâmetros recomendados. Além disso, os frigoríficos de absorção são menos eficientes em termos energéticos, produzem menos frio, são mais lentos, não respeitam o ambiente e contribuem para os gases com efeito de estufa.

Por todas as razões acima mencionadas, algumas agências já não recomendam a aquisição de frigoríficos do tipo absorção, preferindo sistemas acionados a energia solar. No entanto, este tipo de dispositivos ainda é utilizado em algumas regiões remotas.

Modelos solares alimentados por bateria

Foram introduzidos frigoríficos solares alimentados por bateria como alternativa aos frigoríficos do tipo absorção. São uma solução para os desafios do armazenamento de vacinas em locais sem eletricidade fiável ou com problemas de eletricidade.

Nos frigoríficos solares alimentados por bateria, a energia flui dos painéis solares para a bateria através de um controlador de carga, que também liberta a energia quer dos painéis quer das baterias para o frigorífico. Na ausência de luz solar durante os dias nublados ou à noite, o frigorífico depende da energia armazenada nas baterias de chumbo. Nestes dispositivos, a energia é utilizada para fazer funcionar um compressor de corrente contínua, empurrando o refrigerante através do sistema de arrefecimento, seguindo um ciclo semelhante ao de qualquer outro tipo de refrigerador de compressão.

Contudo, a experiência adquirida ao longo do tempo mostrou que esta tecnologia é mais cara do que a absorção e as opções alimentadas pela rede. Além disso, o grau de fiabilidade da energia solar diminui à medida que as baterias de chumbo-ácido necessitam de manutenção, são frequentemente utilizadas para outros fins e devem ser substituídas cerca de três em três anos. Além disso, as baterias contêm materiais tóxicos que são difíceis de eliminar em segurança.

Modelos de acionamento solar direto

Os modelos de acionamento solar direto (SDD) eliminam a dependência das baterias utilizadas para alimentar os frigoríficos solares. A energia é diretamente fornecida pelos painéis solares: quando é capturada luz suficiente, um compressor CC empurra o refrigerante através do sistema de arrefecimento para formar gelo num compartimento separado da unidade de armazenamento de vacinas. Este banco de gelo serve para armazenar energia térmica em vez de energia química, mantendo o frigorífico frio mesmo na ausência de sol.

Existem duas categorias de frigoríficos SDD - os que são inteiramente sem bateria e os que utilizam uma bateria menor e auxiliar para ajudar os ventiladores e os controlos. As baterias auxiliares utilizadas nos frigoríficos SDD requerem uma eventual substituição, que deve constar no planeamento do projeto, assim como deve incluir este custo. Contudo, as baterias auxiliares são muito mais pequenas e menos dispendiosas do que as utilizadas para alimentar motores de compressores em sistemas alimentados por baterias da primeira geração.

Cadeia do frio passivo

Os dispositivos de cadeia do frio passivo não produzem frio mas podem manter a temperatura durante um período limitado. As soluções passivas são principalmente utilizadas para manter as vacinas frias durante o transporte. A tecnologia é bastante simples e requer um baixo nível de competências: as embalagens pré-arrefecidas (normalmente com água congelada, dióxido de carbono ou gel) são colocadas numa caixa isolada embalada juntamente com as vacinas.

Há dois tipos principais de dispositivos - recipientes reutilizáveis (caixas frigoríficas e recipientes para transporte de vacinas) e caixas descartáveis.