Escuela Profesional de Ingeniería AgroindustrialCURSO: ENVASES Y EMBALAJES

ENVASES DE ALUMINIO

I. INTRODUCCIÓN

El envase de aluminio es utilizado mayoritariamente en el sector de

las latas de bebidas, latas de alimentos, envases de aluminio y

envases con otros materiales, por ejemplo en envases de cartón

laminados para bebidas. Este último sector representa alrededor de

16.000 toneladas y es el material más difícil de recuperar. En 2010,

se utilizaron más de 147.000 toneladas de envase de aluminio, de las

que 60.000 toneladas (41%) era material reciclado.

En 2011, en el Comité Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos

Alimentarios, la PTWI (ingesta semanal tolerable provisional) para el

aluminio quedó establecida en 2 mg/kg de peso corporal, y es

aplicable a todos los compuestos de aluminio en los alimentos,

incluyendo aditivos. El comité utilizó el recientemente publicado

estudio elaborado por Poirier et al como base para la evaluación,

dando un NOAEL (nivel sin efecto adverso observado) de 30 mg/kg de

peso corporal por día, aplicando un factor de incertidumbre de 100 a

esto1.

El aluminio se usa ampliamente en forma de papel, bandejas, botes y

otros utensilios para la protección, almacenamiento, conservación y

preparación de alimentos y bebidas. Conduce muy bien el calor, por

lo que es muy eficiente energéticamente para la preparación y

servicio de alimentos tanto fríos como calientes.

El aluminio es muy ligero, por lo que reduce el coste de transporte y

lo hace muy apropiado para las aplicaciones de envasado donde el

peso es importante. Se usa en muchos tipos de envases, solo o con

otros materiales, debido a su efecto barrera, que mantiene el

contenido libre de microorganismos, aire y luz, y ayuda a su

conservación.

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El óxido de aluminio que se forma en la superficie del metal en

presencia de aire es estable en un rango de pH entre 4,5 y 8,5

haciendo al aluminio adecuado para almacenar muchos tipos de

alimentos. Los botes de bebidas y las latas de alimentos de aluminio

tienen una laca interior protectora para prolongar la vida útil de

almacenamiento. Así se garantiza que los ácidos y sales de bebidas y

alimentos no entran en contacto nunca con el metal.

El papel de aluminio envuelve nuestros alimentos y se usa

ampliamente en la cocina. Está generalmente aceptado que las

cantidades de aluminio que pueden pasar por este sistema a los

alimentos son insignificantes. Como indicado anteriormente, algo de

aluminio se ingiere en la dieta, y ocurre así por su abundancia y

presencia natural en los alimentos. La contribución de los alimentos

cocinados en utensilios de aluminio, del papel de aluminio utilizado

como envoltorio o de los botes de bebida es prácticamente

inapreciable (del orden de 0,1 mg/día).

La industria está interesada en asegurar que los ayuntamientos

recuperen aluminio ya que, aunque tiene un peso ligero, tiene un alto

valor en el mercado y beneficios importantes a nivel medioambiental

en relación a la energía necesaria para su reciclaje y la reducción de

carbono. Se estima que los residuos de metales no ferrosos

representan el 0.4% del total de residuos generados por los

municipios y que un 80% es envase/embalaje de aluminio.

II. OBJETIVO

Este trabajo tiene por objeto dar a conocer de los envases y embalajes de aluminio y sus elementos esenciales del tema.

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III. MARCO TEORICO

III.1. DEFINICIÓN

El Aluminio es un material de baja densidad (2.700 Kg/m³), buen conductor de la electricidad y el calor, resistente a la corrosión (por lo que nunca se oxida), muy dúctil y maleable, abundante en la naturaleza y es uno de los materiales con más rendimiento en aplicaciones finales. También es el metal no férreo más utilizado y fácil de reciclar (FSA, 2013).

III.2. ESTRUCTURA DEL ALUMINIO

3.2.1. Estructura Molecular

El Al se produce a partir del argón a causa del bombardeo por la radiación altamente energética de los rayos cósmicos, que inciden en la atmósfera sobre los núcleos de este elemento.

Fuente: INE.gob.mx, 2007

III.3. TIPO DE ALEACIONES Y CLASIFICACIÓN

El aluminio en estado puro posee una resistencia muy baja y una dureza escasa siendo muy difícil la conformación de cualquier elemento para la demanda de la sociedad. Sin embargo, dado sus características químicas se pueden formar distintas aleaciones (con cobre, magnesio, cromo, silicio, etc.) que mejoren sus propiedades físicas y mecánicas en función del uso que se le quiera dar al producto (FSA, 2013).

III.3.1. Aleaciones

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Fuente: (FSA, 2013).

A las aleaciones relacionadas en la tabla anterior se pueden trabajar en frío o se les puede aplicar algún tratamiento térmico para mejorar sus propiedades mecánicas. Las aleaciones 1XXX, 3XXX y 5XXX, habitualmente no se les realiza ningún tratamiento térmico (laminándose en frío), todo lo contrario para las aleaciones 2 XXX, 6 XXX y 7XXX que dependiendo del uso de la aleación se le aplica un tratamiento más o menos intenso.

III.3.2. Clasificación

Los siguientes datos fueron de estudio de la asociación FSA, 2013:

Aleaciones del Bote de Bebida

Cuerpo del bote:

Aleación: 3004

Propiedades físicas:

Densidad 2,72 gr/cm3

Módulo de Elasticidad 69 GPaRango de Fusión 639-648 ºCConductividad Térmica a 25 ºC 164 W/mKResistividad a 20 ºC 0,041x10-6 Ωm

Tapa del bote:

Aleación: 5182

Propiedades físicas:

Anilla:Densidad 2,72 gr/cm3Módulo de Elasticidad 69 GPaRango de Fusión 639-648 ºCConductividad Térmica a 25 ºC 164 W/mKResistividad a 20 ºC 0,041x10-6 Ωm

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Envases Semirrígidos.

Aleación: 8001Propiedades físicas:

Densidad -- gr/cm3Módulo de Elasticidad -- GPaRango de Fusión --ºC Conductividad Térmica a 25 ºC -- W/mKResistividad a 20 ºC – Ωm

III.4. DISEÑO DE UN ENVASE

Materia Prima

Bauxita y sosa caústica. La bauxita se extrae a través de la minería, mientras que la sosa caústica se obtiene a través de agua de lluvia, piedras, y ramas (Kent, 2007).

III.5. IMPORTANCIA DE LOS ENVASES DE ALUMINIO

El extenso uso del aluminio como material para envases se debe principalmente a dos características:

Se trata de un material de alta visibilidad (que llama la atención) y atractivo (Luca et. al, 2006).

El mismo prolonga la “vida en estante” de los productos debido a que es totalmente impermeable, evitando la oxidación, el shock térmico, así como la acción de otros factores similares que contribuyen al deterioro del producto.

El foil de aluminio es compatible con la mayoría de los alimentos, drogas, productos químicos, mercaderías duras y blandas. Pocos productos podrían corroer este material ya que dispone de una amplia variedad de recubrimientos y laminados de plástico o papel. El éxito y el creciente uso del foil de aluminio para todo tipo de envases, ya sea como parte estructural o como elemento de identificación del mismo, son resultado directo de la excelente función que cumple a un bajo costo (Luca et. al, 2006).

III.6. PROPIEDADES DEL FOIL DE ALUMINIO

Los envases de aluminio tienen las siguientes propiedades mencionadas por el MINSETUR, 2009:

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III.6.1. Apariencia: No existe otro material para envases flexibles que cuente con el atractivo a la vista que brinda el foil de aluminio común. Según sea el objetivo del diseñador del envase, la apariencia del foil puede mejorarse aún más mediante el uso en cualquiera de la gama de procesos para decoración de envases, tales como gofrado, impresión, barnizado o coloreado.

III.6.2. Resistencia al vapor de agua: Debido a que es un metal impermeable, el foil de aluminio no tiene verdaderamente un índice de transmisión de vapor de agua (ITVA). En caso que exista esta transmisión se debe a roturas microscópicas inevitables o a pinchaduras accidentales de foil.

La cantidad de vapor transmitido en condiciones normales variará según la cantidad y el tamaño de dichas perforaciones. Se considera que el foil de 25 p otorga impermeabilidad absoluta. En algunos casos, las técnicas modernas de laminación de foil producen hojas de 20 m de espesor sin perforación alguna.

Pero aún con espesores de hasta 10 m que son utilizados para envases el ITVA resulta insignificante, ello se debe a que la cantidad como el tamaño de las “perforaciones” microscópicas que pueden producirse al laminar foil de bajo espesor son de magnitud pequeña en un área determinada. Al combinarse con otros materiales, tales como laminado foil/adhesivo/papel, incluso el foil más delgado utilizado para envases (718 m) imparte el ITVA extremadamente bajo.

Esta propiedad del foil resulta de utilidad para ciertos envases a fin de evitar las quemaduras producidas por el freezer en los alimentos congelados, y la deshidratación contracción de los productos con alta humedad.

III.6.3. Resistencia a los gases: En espesores más altos, el foil de aluminio ofrece una barrera absoluta contra el oxígeno y otros gases perjudiciales. En espesores bajos (10 m) el foil imparte a las películas plásticas o al papel un grado extremadamente bajo de permeabilidad al gas, por lo que se reduce la tendencia del producto envasado a oxidarse o a ponerse rancio.

III.7. CARACTERÍSTICAS DEL ENVASE

Las siguientes características fueron de evaluación por JEFCA, 2007:

III.7.1. Carencia de absorción:

El aluminio no absorbe líquidos de ninguna clase y no se contrae, ni se expande o ablanda en contacto con contenidos húmedos o líquidos ya sea caliente o frío. Esta característica resulta de utilidad para los

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envases de alimentos congelados o de productos que se hornean y se sirven en el mismo envase.

Impermeabilidad a las grasas:

El aluminio es completamente impermeable a las grasas y a los aceites ya que resulta útil para los envases que requieren esa propiedad. Tampoco se mancha en contacto prolongado con estos elementos, aún a altas temperaturas.

III.7.2. Higiene:

El aluminio de aluminio es esencialmente higiénico y también lo es su apariencia. Los microorganismos son eliminados durante la operación de recocido y el aluminio no ofrece particularidad alguna que pueda dar lugar al desarrollo de colonias de esa clase. En caso de ser necesario, debido a las exigencias para el uso final que debe cumplir el envase o su contenido, el aluminio puede ser esterilizado aún más sin modificación alguna en su apariencia o propiedades.

III.7.3. Carencia de toxicidad:

El aluminio de aluminio carece totalmente de toxicidad y se utiliza en contacto directo con muchas clases de alimentos y productos medicinales. Carencia de sabor y olor: El aluminio de aluminio no imparte sabor u olor alguno aún a los productos más delicados, tales como la manteca, la margarina, el queso, los alimentos deshidratados, chocolate, etc.

Por el contrario, el aluminio se utiliza para proteger dichos alimentos a fin de que no absorban sabores u olores desagradables de sus entornos.

III.7.4. Plegabilidad:

En la mayoría de las aplicaciones se utiliza foil recocido extra blando. Las características de este foil hacen que pueda plegarse, moldearse, y dársele forma con facilidad. La capacidad de conformar capas profundas con sellado estanco es de uso generalizado en la fabricación de capuchones para las tapas de botellas de líquidos carbonatados o no.

El foil de aluminio permanece flexible en una gama de temperaturas que exceden las que requieren casi todas las aplicaciones en envases. Las características del foil hacen que los envases fabricados puedan ser reutilizados como envoltorios.

III.7.5. Resistencia a la luz visible y a la luz ultravioleta:

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Los rayos de luz son perjudiciales para muchos tipos de productos químicos y de alimentos, tales como la manteca, el fiambre, las galletitas, las papas fritas, los chizitos, el chocolate, las nueces y los caramelos.

El foil de aluminio brinda un alto grado de eficacia contra el deterioro de los productos, aumentando considerablemente la vida de estante de éstos, reduciendo los costos derivados del deshecho y la devolución de los mismos.

III.7.6. Capacidad de permanencia:

El foil de aluminio no es afectado por la luz solar y es por lo general, dimensionalmente estable. No posee componentes volátiles y no se reseca o contrae con el paso del tiempo, manteniendo la misma flexibilidad.

III.7.7. Resistencia a la contaminación:

El foil de aluminio provee una eficaz barrera contra la contaminación causada por el polvo, la suciedad, la grasa, los organismos volátiles y la mayoría de los insectos.

III.7.8. Conductibilidad del calor:

El foil de aluminio refleja hasta el 95% del calor radiante y emite hasta 4% del mismo. Esta característica lo convierte en material termo aislador para muchos tipos de envases que deben proteger al producto y mantener temperaturas altas o bajas.

III.7.9. Características de termosellado:

Se dispone de una variedad de adhesivos y revestimientos para ligar al foil de aluminio con sí mismo y con otros materiales. Además el foil puede doblarse, plegarse y agrafarse con facilidad.

III.8. TIPOS DE ENVASE DE ALUMINIO

III.8.1. Flexible:

El foil de aluminio flexible para empaque  es altamente compatible con todos los tipos de operaciones de conversión como: laminado, extrusión, laqueado, impreso, estampado y corte entre otros.

La hermeticidad, resistencia al calor y alta conductividad térmica y eléctrica del aluminio pueden facilitar la conversión de los productos alimenticios, farmacéuticos y cosméticos.

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El foil de aluminio es buscado para empaques como: aluminio farmaceutico, blister de aluminio, Laminación para Empaque de Polvos, Laminación por Extrusión para empaques de Polvos, Laminación de Tapas para yogurt, Laminación para empaque de Cubo, entre otros (Marco, 2009).

Usos:  Hoja de aluminio, para la industria alimenticia: yogures, chocolates, helados, cafés, sopas, etc., tabaquera, farmacéutica, pastillas, cosmética en dentífricos, champú, etc., y productos industriales como colas, tinta, etc.

LaqueadoLaminadoGofrado

III.8.2.Semirígido

Envases o componentes de estos de foil desnudo o laminado, con formato definido tridimensional armado o troquelado que pueden deformarse fácilmente mediante una presión manual moderada cuando están vacíos; por ejemplo, ciertas bandejas para alimentos congelados o productos de confitería y cajas de poco peso realizadas en foil y cartulina plegable.

Fuente: MINSETUR, 2009III.8.3. Rígidos

En botes y aerosoles, para la distribución de bebidas, y productos cosméticos.

Fuente: MINSETUR, 2009

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III.9. ALIMENTOS A CONSIDERAR EN EL ENVASADO CON ALUMINIO

III.9.1. Alimentos de origen vegetal:

• Hortalizas: setas, vegetales de hoja verde (espinacas, acelgas, le-chugas, etc.) • Cereales y productos derivados (harinas, cereales de desayuno, pan, galletas, etc.) cuya fuente principal procede de los aditivos que contienen aluminio. • Semillas y especias

III.9.2. Bebidas: • Agua de grifo • Té

III.9.3. Alimentos de origen animal: • Marisco • Productos cárnicos: vísceras, salchichas, etc. • Productos lácteos: queso fresco

III.10. RIESGO

III.10.1. Toxicidad

Según los últimos datos de EFSA y FAO/OMS, se considera improbable que el aluminio sea carcinogénico para el ser humano. El organismo humano absorbe menos del 1% del aluminio ingerido, excretándose en su gran parte por vía urinaria.

No obstante, es bioacumulable, por lo que dicho metal se acumula especialmente en los huesos, cerebro, hígado y riñones y atraviesa la barrera placentaria pudiendo transmitirse al feto. Además, su persistencia es elevada, por lo que permanece durante un largo periodo de tiempo (años) antes de ser excretado por la orina. En animales de experimentación, se han demostrado efectos neurológicos y sobre el sistema reproductor, así como efectos embrio tóxicos y sobre el desarrollo cerebral del feto.

IV. CONCLUSIONES

Este trabajo tiene por objeto dar a conocer de los envases y embalajes de aluminio y sus elementos esenciales del tema. Se dio a conocer los tipos y estructura de un envase de aluminio, quedando como conclusión que es un envase altamente higiénico y con propiedades maleables y de fácil uso, de igual manera es un envase amigable, ya que su reciclaje es fácil y económico, sin

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embargo los riesgos al contacto con el alimento o el consumidor se basan en la toxicidad generada por su estructura molecular que son fáciles de absorber y que con el tiempo trae riesgos a la saud publica.

V. BIBLIOGRAFIA

FSA- Survey of aluminium and other elements in packaged food. 2013

JEFCA - Evaluation of certain food additives and contaminants. WHO Technical Report Series, No. 940, 2007.

Kent J.A, Manual de Riegel de Química Industrial, 1er ed., CECSA, 1984.

Luca, Giorgi, Guaresti., (2006) Evaluación de la incidencia de los envases y embalajes el el flujo de RSU disponible en http://www.fi.uba.ar/archivos/T.T.aidis_chile_%20envases_embalajes_presentacion_final.

Marco, I., Caballero, B. M., López, A., Laresgoiti, M.F., Chomón, M.J. (2009) Journal of Analytical and Applied Pyrolisis, 85, 384-391, Elsevier.

Myer Kutz, Environmentally conscious materials and Chemical processing, John Wiley and Sons, 2007 - Technology & Engineering

www.ine.gob.mx. Mejoras técnicas disponibles y mejores prácticas ambientales bajo el convenio de Estocolmo. Cristina Cortinas de Nava. Artículo divulgativo. Última visita 14-11-2007