ENVASES DE VIDRIO Hace aproximadamente ocho mil años, el hombre inicia el desarrollo del vidrio como material de envase, probablemente como una aplicación novedosa de la cerámica cocida a alta temperatura. Posteriormente después de seis mil años se inicia una industria floreciente de envases de vidrio para bebidas y perfumes en Egipto, desde donde se exportaban estos productos a todos los países de la cuenca del mediterráneo. Cuando se inicia el etiquetado, principia un mejoramiento en la utilización de los envases de vidrio como elementos protectores y de venta. En el año mil setecientos se inicia la industria del champagne envasado en botellas de vidrio con tapón de corcho, capaces de soportar altas presiones. Un siglo después el sector de las conservas envasa mermeladas en recipientes de boca ancha, y se expende la primera agua mineral embotellada. Para el año mil ochocientos noventa se introducen las primeras botellas para envasar leche (gracias a Luis Pasteur), también se introducen las primeras marcas de whisky envasado en vidrio y la Coca Cola también en envases de vidrio. Durante el siglo XX se inicia el envasado de la mayonesa, los perfumes usan envases muy creativos, los alimentos para bebés se expenden en vidrio, se mejora mucho la maquinaría para la producción de envases de vidrio soplado y para los finales del siglo se logran avances en la disminución de peso en los envases de vidrio con mejores resistencias a la presión, choque térmico y a la rotura. Puede afirmarse que el vidrio abrió el camino para el actual desarrollo de la industria del envase. El vidrio se reconoce hoy en día como un material amigo del medio ambiente, económico y con excelente aceptación por parte de los consumidores. Proceso de fabricación Las etapas por las que se obtienen los envases de vidrio son:                         Acopio de materias primas                        Selección y limpieza de material de reciclado                        Molienda del material de reciclado                        Mezcla de los materiales                        Fusión del vidrio                        Formación de la preforma                        Formación del envase por soplado                        Tratamiento térmico                        Envasado                        Almacenado                        Distribución. Acopio de materiales En esta etapa se procede a la organización, control de calidad, selección y limpieza de las materias primas.  Selección y limpieza del material de reciclado. 

Las compañías productoras de vidrio dependen de las comunidades locales y de los centros de reciclaje, usualmente ubicados cerca de las fábricas, para suministrarles vidrio usado de calidad, conocido como cullet. Luego de haber sido separado por colores, el cullet se coloca en una tolva alimentadora de una banda transportadora, la banda hace pasar el vidrio por la acción de un poderoso electroimán para remover todos los metales que son atraídos por el campo magnético. Sobre la misma banda se separa en forma manual la cerámica y otros elementos que no pueden ser removidos mecánicamente.  Molienda del material de reciclado. El paso final de esta etapa es triturar el vidrio hasta convertirlo en partículas finas que serán agregadas a las otras materias primas.  Mezclado de los materiales Las materias primas aprobadas son llevadas a la zona de mezclado donde son pesadas y mezcladas, para luego ser vertidos en tanques que, a su vez, alimentan a los hornos.                         Fusión del vidrio. La fundición de las materias primas para la producción de vidrio requiere de monitoreo y supervisión constante, de sofisticados sistemas de control computarizados. Dependiendo de su tamaño, los hornos tienen capacidad de producir de 50 a 600 toneladas por día. La mayoría de los hornos utilizan gas natural en sus quemadores. La temperatura de trabajo en el interior del horno es de 1 300 a 1 500 ºC. La mezcla que va llegando flota sobre el vidrio fundido, de esta forma se mantiene estable el nivel del vidrio en el interior del horno; durante esta etapa el vidrio logra su homogenización y la liberación de los gases desprendidos durante la fusión. El vidrio fundido pasa al canal alimentador de las máquinas formadoras de envases. Químicamente, la mayor parte de los vidrios son silicatos: El sílice (SiO2) en sí es un vidrio de buena calidad (sílice fundido), pero su elevado punto de fusión (1723 ºC) y su alta viscosidad en estado líquido lo hacen muy difícil de trabajar. Para abatir la temperatura de fusión del sílice a un punto más conveniente se le añade sodio en forma de sosa, carbonato de sodio o nitrato de sodio. Esto tiene el efecto deseado, aunque por desgracia el vidrio resultante no tiene resistencia química y es soluble incluso en agua. Para superar este problema se le añade cal (CaO) para formar la composición básica que se emplea en la mayor parte de los productos comunes de vidrio, como botellas o vidrio plano.

 Los vidrios comerciales tienen otros ingredientes como los óxidos de aluminio y magnesio, los vidrios especiales tienen otros óxidos. Por ejemplo el óxido de boro se usa para obtener el vidrio de borosilicato que presenta baja dilatación térmica, se utiliza para equipo de laboratorio, debe soportar cambios bruscos de temperatura (vidrio Pyrex). El producto que se obtiene no llega a cristalizar, permanece en estado amorfo. Es un líquido que su viscosidad con el enfriamiento aumenta tanto que para fines de orden práctico, se le considera como sólido. El vidrio es un material muy resistente, puede soportar presiones de hasta unos 100 K/cm2, tiene poca resistencia al impacto, puede resistir altas temperaturas y los de borosilicato pueden soportar cambios bruscos en ellas. Se puede emplear en el horno de microondas y no se calienta. La formulación del vidrio puede ser modificada según el uso específico al que se destine el envase. Se puede colorear, hacerlo opaco, templarlo, etc. Una propiedad muy importante es que se puede reciclar en una proporción alta. Razón por la que se ha aumentado su preferencia en los países ambientalistas. No se oxida, es impermeable, resiste el calor dentro de ciertos límites, es limpio e higiénico, se pueden apilar los envases sin que se aplasten o deformen, su transparencia permite que el consumidor pueda ver el contenido para verificar su apariencia o la cantidad que contiene, los envases de vidrio se pueden considerar casi herméticos dependiendo de la tapa empleada, pueden cerrarse y volverse a abrir las veces que sea necesario mientras se consume su contenido, es mal conductor de la temperatura. Los envases de vidrio permiten gran variedad de diseños, formas, tamaños, colores, espesor en sus paredes, tipos de tapa, texturas, etc. Los envases de vidrio, no obstante ser tan versátiles, se utilizan principalmente en las industrias alimentaria y farmacéutica por sus múltiples ventajas. La principal, y por la que se prefiere, es que se trata de un material inerte, que es muy resistente al ataque de substancias orgánicas e inorgánicas (excepto al ácido fluorhídrico y a los álcalis concentrados), que puede esterilizarse y que es barrera para líquidos, grasas, solventes y gases por no tener poros o burbujas. En su proceso de fabricación de envases, el vidrio al calentarse se ablanda paulatinamente, entre 1150 y 1250ºC la viscosidad del vidrio es tal que se le puede dar casi cualquier forma por conformado en molde. La industria de los perfumes es quizá la que mejor partido ha sacado de las grandes posibilidades del conformado para obtener envases muy singulares.  Formación de la preforma. Los envases de vidrio se pueden fabricar por elaboración directa, que es cuando se pueden conformar directamente del horno al molde, y por elaboración indirecta que es cuando envases pequeños (ampolletas) se fabrican a partir de un tubo (generalmente de borosilicato) elaborado por estiramiento. 

                                                                                              Botellas                                                                                              GarrafasEnvases de elaboración directa                                           Botellones                                                                                              Frascos                                                                                              Tarros  

                                                                                              AmpolletasEnvases de elaboración indirecta                                        Tubos (Viales)                                                                                              Carpules Dentro de los envases de elaboración directa se puede agregar la producción de vaso, ya que algunos fabricantes han aprovechado como un medio publicitario el uso posterior que se le puede dar al envase. Para tapar el vaso se emplea una tapa sin rosca que sin embargo hace un sello efectivo.  Fabricación El vidrio ya formado y completamente fundido se mantiene caliente en el horno de fusión, el vidrio sale del canal alimentador con la forma de una gran gota que se corta a un peso determinado (de acuerdo al molde) llamadas velas o gotas, son enviadas a las máquinas que tienen los moldes en donde se forman los envases. Industrialmente, los envases se fabrican utilizando uno o dos de los procesos aplicables al vidrio y que son prensado y soplado. Cada uno de los procesos requiere de moldes especiales, cuando se combinan dos de los procesos se requiere de un molde para cada una de las operaciones realizadas. Siempre en los envases se requiere de una corona (boca), que se puede hacer mediante soplado o mediante prensado, pero en los dos casos se obtiene lo que se llama una preforma que pasa a otro molde donde por soplado se hace el envase. Los envases de elaboración directa se pueden producir por dos sistemas: Proceso Soplo – Soplo                      Para frascos de boca angosta Proceso Prensa – Soplo                   Para envases de boca ancha  Proceso Soplo – Soplo. En este proceso y como se anotó renglones arriba, se usa para fabricar botellas de boca angosta. Se requiere de un molde para formar por soplado el cuello de la botella y la boca (en esta operación no se forma la rosca) y un cuerpo hueco de menor tamaño que el que tendrá el envase terminado, recibe el nombre de preforma y tiene el volumen necesario de vidrio para obtener el envase final. 

La preforma es recalentada en caso de que sea necesario y pasada a otro molde donde por soplado se hace crecer el envase hasta quedar limitado por las paredes del mismo, dado el caso, se forma la cuerda de la boca en el mismo molde, se enfría y se abre el molde para retirar el envase y colocarlo en una banda de enfriamiento controlado donde se termina de enfriar mientras es transportado para su envase.  Proceso prensa – soplo Es el proceso usado en la fabricación de envases de boca ancha y se hace en dos pasos: En el primer paso se efectúan cuatro operaciones que son necesarias para obtener la preforma correspondiente.4.-        se abre el molde y la preforma de boca ancha es extraída para ser colocada en el molde de soplo. En el siguiente paso, en el segundo molde (soplo) se coloca la preforma de boca ancha (recalentada si es necesario), se inyecta aire por la base de la corona inflando la preforma y dando forma al cuerpo y rosca del envase. Se enfría y es extraído del molde para ser colocado a una banda metálica con enfriamiento controlado para evitar un choque térmico que puede originar fracturas en los envases  Tratamiento térmico. En esta etapa, el envase llega a un horno donde se le somete a un tratamiento térmico que alivia las tensiones generadas por la transición de temperaturas desde el horno de fusión hasta el envase formado que se realiza muy rápido. De este horno el envase ya sale listo para su distribución y utilización.  Identificación del productor En la base de los moldes de soplado, tanto para envases de boca angosta como para los de boca ancha, se acostumbra grabar datos que sirven para las estadísp>  Tapa Se debe considerar el tipo de boca (corona) para definir el tipo de tapa y de rosca más adecuado para el envase. El mecanismo de cerrado forma parte del diseño. Las tapas traen por el interior un sello, que cuando se aprieta la tapa se comprime con el borde de la boca evitando que el producto se derrame o que puedan entrar contaminantes o aire al interior del envase. El material de los sellos varía de acuerdo al contenido y los mercados a los que va dirigido.  Color La coloración del vidrio de los envases se puede aplicar con diferentes propósitos, que van desde puramente decorativos hasta medio de protección del contenido. En algunos casos la protección del contenido se ha convertido en una importante

necesidad, permite filtrar determinadas longitudes de onda de la luz, que pueden deteriorar el contenido. Para colorear el vidrio, los colorantes se agregan en el horno de fundido. Los productos utilizados para dar color son:             Colorante                                                          Color obtenido Óxido férrico                                                                          amarilloÓxido de antimonio                                                               amarilloAzufre                                                                                    ámbarCarbón                                                                                  ámbarÓxido de cobalto                                                                   azulÓxido férrico                                                                         naranjaÓxido de fierro                                                                      negroÓxido cúprico                                                            rojoSulfito de cadmio                                                                  rojoÓxido de cromo                                                                    verdeÓxido de manganeso                                                violetaFluoruro de calcio                                                                 ópalo Se presenta una fórmula tipo, empleada para la fabricación de vidrio para envase. Materia prima             Aporte químico           Función                                  % Arena sílica                                        SiO2                Formador de red                    55                                                                                  VítreaCarbonato de sodio                           Na2O               Fundente                                20Piedra Caliza                         CaO                Modificador de                        16                                                                                  ViscosidadFeldespato                                         Al2O3                                                               8Afinantes                                            SO3                            Acelerador de 0.8                                                                                              FusiónColorantes                  Ver tabla anterior                                                                   0.2 

Pasivación La pasivación tiene como objetivo disminuir la formación de óxido de estaño sobre la superficie durante su almacenamiento, disminuir su posible decoloración a causa del calentamiento en los procesos de barnizado y litografiado, aumentar su resistencia al ennegrecimiento que suele producirse cuando la hojalata entra en contacto con alimentos. De acuerdo con la norma ASTM  A624 el proceso de pasivación se puede hacer por el método 300 o el 311  

Pasivación de la hojalata Propiedades             300 Inmersión                          311 electroquímico Óxido de cromo        De 1 a 2 mg / m2                     6 g / m2 (mínimo)Laqueado                  Buena adherencia                   Buena adherencia de

                                   De lacas                                    laca seca y húmedaDecoloración                        Pobre                                         Mayor resistenciaAplicación                 Para contenidos                       Uso universal, para                                   Secos (leche en                       enlacar, pintar y                                   Polvo)                                        esterilizar  Recomendaciones generales: Las especificaciones de temple, espesor de la hojalata, estaño por cara, aleación Sn-Fe, rango de pasivación y contenidos de aceite; deben ser verificadas por los fabricantes de envases y por el enlatador, pues envases fabricados por debajo de las normas son causantes de problemas con el producto. El fabricante de envases debe realizar ensayos previos con el enlatador antes de envasar un producto nuevo para ajustarse a las exigencias del mismo, del proceso y del mercado  Recomendaciones para el manejo de la hojalata. Para evitar oxidación, la hojalata debe almacenarse en un ambiente seco. Si el medio ambiente es húmedo, la oxidación ocurrirá rápidamente, a menos que se tomen algunas precauciones que la minimicen. La oxidación es el resultado de la reacción química que ocurre entre el fierro del núcleo de la hojalata que a través de las imperfecciones del recubrimiento de estaño, queda en contacto con la humedad y el oxígeno del aire, produciendo la disolución del fierro, transformándolo en óxido, la cantidad de éste, depende del tamaño y de la cantidad de las imperfecciones en el recubrimiento de estaño; mientras más bajo es el recubrimiento, mayor es la porosidad y por lo tanto es más factible la oxidación durante el transporte o almacenamiento en condiciones no adecuados. Una vez que el fenómeno de oxidación empieza, el proceso es rápido, debido a la formación de zonas de óxido que amplían el área donde puede actuar el agua y el oxígeno levantando y desprendiendo la película de estaño. Se presenta otro punto de ataque además de las imperfecciones en la película de estaño, que es más crítico por la carencia total de recubrimiento; como son las aristas donde se han realizado cortes, bien sea por el fabricante o por el usuario de la hojalata. Cuando el transporte de la hojalata debe hacerse a grandes distancias, es factible tener cambios apreciables en el clima o cuando se viaja día y noche, la temperatura de la hojalata puede llegar a estar por debajo del punto de rocío del aire que la rodea, dando por resultado la condensación de agua sobre el material. Es más perjudicial cuando sucede lo anterior sobre láminas cortadas ya que presentan sus aristas (libres de estaño) al medio ambiente.

 Es conveniente observar las siguientes precauciones cuando se va a transportar, almacenar y manejar hojalata:             Nunca dejar la hojalata a la intemperie.           

Exigir transportes que brinden buena protección contra la humedad del medio ambiente. Almacenar la hojalata en bodegas cerradas y con baja humedad relativa. No almacenar hojalata sin la adecuada protección. Si se tienen que inspeccionar pacas de hojalata cortada, deben cubrirse nuevamente para almacenarlas. Si durante la inspección se observa humedad, se debe usar dicho material de inmediato para evitar el progreso de la oxidación. Cuando durante el proceso de transformación de la hojalata se hagan cortes, las partes resultantes se deben usar lo antes posible, debido a que las aristas resultantes de los cortes no tienen estaño y se oxidan rápidamente. Nunca manejar la hojalata sin guantes y que se encuentren secos. La humedad y las sales contenidas en el sudor atacan rápidamente a la hojalata. La hojalata corta como si fuera navaja siendo más peligrosa por los nuevos calibres delgados. Usar la hojalata inmediatamente después de destaparla No almacenar hojalata durante períodos largos, ya que el aceite aplicado para protección se va perdiendo. No frotar la hojalata con materiales abrasivos.

 También estas recomendaciones son aplicables a los envases.  

1. Generalidades

- Se define como un recipiente rígido a base de metal que se usa para

almacenar líquidos y/o sólidos, que puede además cerrarse

herméticamente.

- Esta formado por una delgada capa de acero (dulce) de bajo contenido

de carbono recubierta de estaño.

- Tiene buena estanqueidad y hermeticidad.

- Opacidad a la luz y radiaciones.

- Reciclabilidad.

- Resistencia mecánica y capacidad de deformación.

HOJALATA

IOJALATA

IV. MATERIALES PARA ENVASE Y EMBALAJE2

Cobertura

Es una medida de la cantidad de estaño que tiene depositado el material por

unidad de superficie (gr/m2). Otro recubrimiento protector para el acero es

Chapa Cromada (TFS) con una cobertura de 2.8 gr/m2.

Temple

Representa a un conjunto de propiedades mecánicas del material como

facilidad para ser trabajada sin deformarse, no romperse, etc. Se evalúan a

través de la dureza del material. Para envases 55 – 60 °R (Rockwell) y para

fondo de aerosoles 65 – 66 °R.

Espesor

Se expresa mm. y varían de 0.20 – 0.36 mm.

IV. MATERIALES PARA ENVASE Y EMBALAJE

2. Características de las hojalatas

HOJALATA3

Cuerpo.- Parte comprendida entre el fondo y la tapa.

Tapa.- Parte del envase unida mecánicamente al cuerpo.

Cuerpo Embutido.- Cuerpo que constituye una sola pieza en el fondo.

Cuerpo con costura.- Cuerpo cuyos extremos se unen por costuras.

Remache.- Unión obtenida doblando el borde de las chapas y uniéndola.

Soldadura.- Unión que se realiza mediante soldaduras.

IV. MATERIALES PARA ENVASE Y EMBALAJE

3. Partes Integrantes

HOJALATA4

Envases Ligeros

- Aquellos cuyo espesor es inferior a 0.049 mm.

- Demostrando así una capacidad inferior a 40 litros.

Envases Pesados

- Mantienen un espesor superior o igual a 0.50 mm.

- Capacidad mayor a 50 litros.

IV. MATERIALES PARA ENVASE Y EMBALAJE

http://www.mincetur.gob.pe/comercio/ueperu/consultora/docs_taller/Parte_1_Presentacion_Taller_Uso_de_Envases_yEmbalajes_c.pdf