ESCRIPCIN

ENVASE METLICO

(Tamara Castrilln Rodriguez, Tcnico del Departamento de Tecnologas del Envase de ainia)

Introduccin

Un envase metlico se define en trminos generales como un recipiente rgido a base de metal, para contener productos lquidos y/o slidos, que puede adems cerrarse hermticamente.

La amplia difusin de los envases metlicos es atribuible a la gran versatilidad y excelentes cualidades para el envasado de todo tipo de productos. Algunas de estas cualidades son:

- Resistencia mecnica y capacidad de deformacin- Ligereza- Estanqueidad y hermeticidad- Opacidad a la luz y radiaciones- Buena adherencia a barnices y litografas- Conductividad trmica- Inercia qumica relativa- Versatilidad- Esttica / posibilidad de impresin- Reciclabilidad- Adecuacin para la distribucin comercial- Capacidad de innovacin y evolucin tecnolgica

Caractersticas tcnicas principales

Al hablar de envases metlicos hay que distinguir entre envases ligeros y envases pesados. Los envases metlicos ligeros son aquellos cuyo espesor es inferior a 0.49 mm y tienen una capacidad inferior a 40 litros. Los envases pesados hacen referencia a los envases metlicos con un espesor superior o igual a 0.50 mm y una capacidad que oscila entre 30 y 220 l. Esta distincin no es arbitraria, sino que corresponde a las diferentes materias primas y tcnicas utilizadas en la obtencin de los diferentes tipos de envases.

El grupo de envases metlicos ligeros se puede dividir en cuatro grandes grupos:

- Envases alimentarios- Envases de bebidas- Envases industriales (bidones)- Aerosoles

Los dos ltimos grupos se recogen en apartados independientes de esta gua(ver apartados: bidones metlicos y aerosoles), por lo que sern excluidos de la presente descripcin.

Los envases metlicos se construyen principalmente a partir de dos metales: acero y aluminio, siendo el primero ms comn por razones de coste principalmente. Se puede distinguir adems entre los materiales ferrosos: hojalata, chapa cromada y chapa negra, y los materiales no ferrosos: aluminio. Para cualquiera de las tres formas de los materiales ferrosos la composicin tpica del acero es prcticamente la misma, se trata de un acero dulce (bajo contenido en carbono).

Pueden clasificarse atendiendo a diversos criterios:

segn su forma:

- cilndrico- rectangular: prisma con base rectangular- tipo sardina: prisma recto, pero de base elipsoidal- tipo estuche segn su seccin transversal:

- Redondo: seccin transversal circular.- Rectangular: seccin transversal cuadrada o rectangular, con esquinas redondeadas.- Oblongo: seccin transversal formada por dos paralelas unidas por semicrculos.- Ovalado: seccin transversal elptica.- Trapezoidal: seccin trapezoidal con las esquinas redondeadas.

segn sus caractersticas especiales:

- Acuellado: una o las dos extremidades tienen una reduccin o varias, que permiten el uso de fondos ms pequeos.- Ensanchado: el extremo superior es ms ancho que el inferior.- Acordonado: se caracteriza por tener cordones en su pared lateral, lo que le da mayor resistencia al colapso.- Soldado: recipiente de tres piezas, al cual se le han soldado los extremos con las tapas correspondientes. Presentan una pequea perforacin en la superficie de la tapa para ser llenados con sistema de aguja.

Tipos de envases metlicos

En general los envases metlicos estn constituidos por dos o tres piezas. Los primeros constan de un tubo-fondo constituido en una sola pieza, adems de una tapa suelta que posteriormente se une al extremo abierto. Es el caso de las latas de bebida donde no se aprecia la costura lateral.

Los envases de tres piezas constan de un tubo soldado por una de sus generatrices, ms dos tapas unidas a sus extremos. Por su geometra pueden ser de seccin circular, cuadrada, rectangular, trapezoidal, oval, etc. Es el caso de la mayora de las latas de conserva, donde se observa la costura lateral formada por la unin de los bordes del tubo metlico.

Envases de tres piezas

El proceso de fabricacin de los envases de tres piezas parte de bobinas de hojalata y consta de las siguientes etapas:

- Corte de las bobinas en hojas rectangulares de tamao apropiado al formato a fabricar.- Aplicacin de decoracin externa (si procede)- Aplicacin de barnices interiores y/o exteriores- Corte longitudinal de las hojas, en bandas (corte primario) y corte transversal de las bandas en porciones unitarias rectangulares (corte secundario).- Conformacin de un cilindro.- Soldadura elctrica de su generatriz (hilo de cobre)- Rebarnizado interior y exterior de al costura lateral.- Acordonado: formacin de anillos transversales (nervaduras) en el cuerpo para darle mayor resistencia radial.- Formacin de pestaas en ambos extremos del cilindro (indispensable para la posterior colocacin de las tapas).- Colocacin de tapas mediante el sistema de doble cierre.

Envases de dos piezas:

La fabricacin de envases de dos piezas, obtenidos por simple embuticin (1 solo golpe), es antigua y se viene empleando para muchos productos en envases de poca altura (relacin altura/dimetro < 0.6). Para envases de mayor relacin altura/dimetro se han desarrollado dos tcnicas bsicas de fabricacin: embuticin-reembuticin (DRD) y embuticin estirado (DWI).

Envases embutidos-reembutidos (DRD):

Son aquellos cuya altura es igual o mayor que la mitad del dimetro. La embuticin se hace en varias operaciones y la conformacin del envase se realiza mediante reembuticiones sucesivas. Esta tcnica supone un elevado costo del equipo, lo que hace que este tipo de envases no se haya extendido tanto como otro tipo de envases.

Envases embutidos-estirados (DWI):

Son envases de pared muy delgada, utilizados para productos envasados bajo presin (bebidas carbonatadas). Se obtienen a partir de un disco metlico sin barniz de espesor relativamente elevado (0.30-0.33 mm), mediante las siguientes etapas:

Prensa de copas: embuticin simple a mayor dimetro que el dimetro nominal del futuro envase. Reembuticin: reduccin del dimetro a su dimensin nominal. Tras diversos estiramientos se produce el alargamiento progresivo de las paredes, con reduccin de su espesor, a dimetro constante. Formacin del domo por estampacin, sin reduccin de espesor. Recorte del extremo superior no uniforme por alargamiento irregular. Entallado: reduccin del dimetro de la boca Pestaeado o formacin de la pestaa.

Los envases DWI por su concepcin y caractersticas son particularmente adecuados para cervezas y bebidas carbnicas. Se ha intentado su utilizacin para productos alimenticios esterilizados y bebidas no carbnicas, pero existen grandes diferencias en las exigencias tcnicas de estos productos, por las diferentes tensiones mecnicas que deben soportar. En las bebidas carbonatadas, las presiones existentes refuerzan las paredes del envase, incluso las ms finas.

Cierre de los envases metlicos

Para el cierre de los envases metlicos se emplea actualmente el denominado doble cierre. El objetivo de esta operacin es adaptar un fondo metlico, previamente engomado, al cuerpo del envase, entrelazando adecuadamente los ganchos para que formen un sellado hermtico.

Dada la susceptibilidad de los productos alimenticios a la alteracin microbiolgica, estos requieren un cierre hermtico. Tambin lo requieren otros tipos de productos que, por ejemplo, necesitan retener la presin interna (cerveza, bebidas, etc.) y evitar fugas en general.

Para realizar el cierre se realizan dos operaciones que emplean piezas giratorias circulares, la primera de las cuales, denominada rulina de 1 operacin, riza y enrolla el borde del fondo con el borde del cuerpo, mientras se presiona al conjunto cuerpo-fondo contra un yunque giratorio denominado mandril de cierre. En la segunda operacin, otra pieza circular giratoria, denominada rulina de 2 operacin, aprieta el cierre incompleto que se acaba de formar, comprimindolo lateralmente contra el mandril. Un compuesto sellante semejante al caucho, previamente colocado sobre la periferia de la tapa, acta como junta comprimida de seguridad contra las fugas.

Tapas de fcil apertura

Desde la aparicin de la tapa de fcil apertura en aluminio, ha tenido lugar una continua evolucin tecnolgica, apareciendo numerosos tipos y modelos. Se ha prestado gran atencin al desarrollo de tapas de apertura completa de hojalata para envases de conservas. Se ha conseguido un cierre hermtico, suficientemente seguro sobre el acero, que permite la fcil apertura manual, todo ello compatible con bajos costos del producto. Estn completamente introducidas en la industria conservera las tapas rectangulares y ovales para conservas de pescado, as como las tapas redondas de hasta 1000 mm de dimetro para otros productos.

En tapas para bebidas, se ha generalizado el cierre no desprendible-ecolgico en aluminio, como alternativa al cierre con anilla de apertura (ring-pull).

Problemas de los envases de hojalata

Corrosin

La corrosin puede definirse como el deterioro de un material como consecuencia de un ataque qumico en su entorno, principalmente por ataque eletroqumico ya que los metales poseen electrones libres capaces de establecer pilas electroqumicas entre los microcristales de una aleacin metlico o entre metales distintos. Adems, los metales pueden reaccionar con el oxgeno producindose una capa de xido en superficie.

Cuando existen dos piezas metlicas de distinta naturaleza unidas (como es el caso del hierro y el estao) y existe una conductividad inica (en este caso debido a la humedad del alimento envasado), se forman micropilas en los lugares donde el estao presenta poros que permiten el contacto directo con el hierro. Este problema no suele afectar directamente al alimento, sino nicamente al envase.

Las distintas capas que constituyen la hojalata presentan siempre una estructura discontinua en mayor o menor grado, como consecuencia de la porosidad propia del material (porosidad primaria) y de los daos o efectos mecnicos (porosidad secundaria), derivados de las manipulaciones a que se ve sometido el material.

Dados los valores de los potenciales electroqumicos del hierro y el estao, cabra esperar que el hierro actuara como nodo, mientras que el Sn debera constituir el ctodo de la pila electroltica. Sin embargo, al considerar la corrosin de la hojalata por elementos cidos (alimento) se observa que, en la mayora de los casos, es el Sn el que acta como ctodo, y por tanto disolvindose, mientras que sobre el hierro tienen lugar las reacciones de deposicin catdica, de la que la ms comn es la formacin de hidrgeno.

Este comportamiento andico de estao-nodo de sacrificio es la base de la proteccin del hierro y causa de la baja corrosividad de la hojalata, lo que la hace un material apto para el envasado de alimentos.

En resumen, se dira que por procedimientos electrolticos, se produce un intercambio de iones estao de la hojalata hacia el alimento (o hacia el lquido de gobierno que lo contiene), en lugar de que esto ocurra con el hierro, lo que debilitara el envase. De esta manera, el estao acta como protector del hierro, que es el que proporciona la rigidez necesaria al envase.

Sulfuracin

La sulfuracin se produce por la reaccin de los iones sulfuros de alimentos crnicos, pescados y muchos vegetales, con el Fe y Sn de la hojalata, dando lugar a la formacin de sulfura de Sn y Fe. No resulta txica, aunque si ennegrece la chapa.

Barnices y recubrimientos para envases de hojalata

Uno de los puntos crticos en el envasado de alimentos en envases metlicos, es la adecuacin del barniz o laca a las condiciones de elaboracin y almacenamiento de los envases.

Los barnices son un medio para proporcionar resistencia a la abrasin as como para actuar como barrera frente a la corrosin externa. Limita la superficie metlica en contacto con la atmsfera reduciendo el riesgo de aparicin de oxidaciones. Los factores de mayor importancia que deben considerarse durante la aplicacin de un barniz son: composicin y adecuacin al soporte metlico, adherencia, espesor y porosidad.

Aplicaciones

Los envases de tres piezas se suele utilizar para todo tipo de conservas: pescado (atn, anchoas, mejillones, chipirones, etc.), encurtidos (esprragos), vegetales (esprragos, pimientos, championes, etc.), etc. En cuanto a los envases de dos piezas, su aplicacin principal son las bebidas carbonatadas.

Reciclado y punto verde

Aluminio

El aluminio posee unas propiedades ptimas como material de envase: es muy resistente, ofrece la mxima proteccin como efecto barrera contra gases, incluso a pequeos espesores, es inerte, se decora con facilidad, no se oxida y no deja manchas.

El reciclado de este material es una actividad tradicional, tcnicamente resuelta y rentable al ahorrar hasta el 95 % de la energa.

En la refusin y fabricacin de nueva maquinaria, el aluminio obtenido se puede volver a convertir en productos idnticos, con las mismas propiedades. El proceso puede repetirse indefinidamente y no hay lmite al contenido reciclado.

El aluminio se puede separar para su posterior reutilizacin bien mediante una separacin manual o bien mediante una separacin basada en separadores magnticos basados en el efecto de las corrientes inducidas (separadores de Focault). El principio de funcionamiento es la fuerza de repulsin generada sobre los envases de aluminio por un imn multipolar que gira a gran velocidad en el extremo de una cinta transportadora, lo que provoca la salida de este material del flujo normal de residuos.

Hojalata

A efectos de recuperacin, la hojalata tiene una caracterstica bsica que la convierte en el nico material para la fabricacin de envases, que en la actualidad y a gran escala, puede recuperarse mecnicamente. Por el simple procedimiento de situar un electroimn sobre el flujo de basura, puede recuperarse un porcentaje muy elevado de los envases de hojalata. Esta hojalata reciclada tiene un claro mercado en la fabricacin de nueva hojalata en siderurgia, ya que en la formacin de la chapa frrica se utiliza gran cantidad de chatarra, que oscila entre un 20 y un 30 % del peso de la colada.

Las tarifas de Ecoembalajes Espaa, S.A, que entraron en vigor el 1 de enero de 2004 para cubrir el extra coste que supone para los fabricantes la recogida selectiva de residuos de envases, para los materiales metlicos son las siguientes:

Ao 2004-2005Euros/kg

Acero0.051

Aluminio0.081

Normativa relacionadaNormaTtuloAplicaciones

UNE-EN ISO 90-1:2001Envases metlicos ligeros. Definiciones y determinacin de las dimensiones y capacidades:Parte 1: Envases a agrafar. (ISO 90-1:1997).Parte 2: Envases para uso general. (ISO 90-2:1997).Parte 3: Envases de aerosol. (ISO 90-3:2000)Envase metlicos ligeros

UNE 125102:1994Envases metlicos ligeros. Envases metlicos para conservas de pescado y otros productos de la pesca. Dimensiones y capacidades de los envases redondos.Conservas de productos de la pesca. Envases redondos

UNE 125200:1992Envases metlicos ligeros. Envases metlicos para conservas y semiconservas de pescado. Dimensiones y capacidades de los envases rectangulares, ovales y oblongos.Conservas de productos de la pesca. Envases no redondos

UNE 125600:1995Envases metlicos ligeros. Envases metlicos redondos para leche. Capacidades y dimetros.Envases para leche

UNE 125300-1:1994Envases metlicos ligeros. Envases metlicos redondos para pinturas, barnices y disolventes. Caractersticas dimensionales.Envases para pinturas, barnices, etc.

UNE 125100:1992Envases metlicos ligeros. Recipientes metlicos hermticos para alimentos y bebidas. Dimensiones y capacidades de los botes redondos para conservas surtidos de uso general.Conservas en general

UNE-EN 13028:2002Envases y embalajes. Envases metlicos ligeros. Envases redondos a agrafar para productos lquidos con gas aadido, definidos por su volumen nominal de llenado.Productos lquidos con gas

UNE-EN 13027:2004Envases y embalajes. Envases metlicos ligeros. Envases redondos a agrafar definidos por su capacidad nominal total.Envases metlicos redondos

UNE-EN 13029:2001Envases y embalajes. Envases metlicos ligeros. Orificio de anclaje para tapones de plstico a presin.Envases con tapn de plstico

UNE 49312:1982Recipientes metlicos hermticos para alimentos y bebidas. Botes para aceites comestibles.Envases para aceite

UNE 49310:1982Recipientes metlicos hermticos para alimentos y bebidas. Botes para conservas crnicas y otras con ingredientes crnicos destinadas al consumo humano.Conservas crnicas

UNE 49308:1983Recipientes metlicos hermticos para alimentos y bebidas. Dimetros interiores de los botes redondos.Alimentos y bebidas

UNE 49304-2:1983Recipientes metlicos hermticos para alimentos y bebidas. Envases no redondos para conservas de esprragos.Conservas de esprragos

Captulos relacionados

- Aluminio- Hojalata / chapa cromada- Aerosoles- Bidones metlicos