Propiedades físico-mecánicas: ensayos específicos sobre envase para uso alimentario

Los envases plásticos se plantean como una de las principales opciones en el envasado de todo tipo de productos, ya que presentan ventajas como su bajo peso y su versatilidad, además de suponer una opción medio ambientalmente sostenible, ya que existe un sistema de gestión de residuos (‘Punto Verde’) diseñado específicamente para la recuperación de los residuos de envase y su posterior valorización (mediante técnicas como reciclado mecánico, reciclado químico, etc.). Estos factores han hecho que la presencia de envases plásticos para alimentos siga una tendencia creciente con el tiempo.

Para garantizar la correcta funcionalidad de los envases plásticos, éstos se someten a distintos tipos de ensayos, adaptados en cada caso a los múltiples formatos de envase que se emplean para los distintos productos alimenticios: botellas, bolsas, tarrinas, sobres, bandejas, y un largo etcétera que podemos encontrar en el lineal de nuestro supermercado habitual.

Dentro de las verificaciones imprescindibles para garantizar esta funcionalidad, destaca el control de las propiedades físico-mecánicas de los envases. Estos controles serán los encargados de garantizar que el envase es capaz de resistir los distintos esfuerzos mecánicos durante su vida útil, desde la fabricación del envase hasta su utilización final por parte del consumidor, pasando por las etapas de envasado del producto, embalaje de las unidades de distribución, transporte y almacenamiento.

En función del tipo concreto de envase, se plantean diferentes controles de las propiedades mecánicas. A modo de ejemplo, se van a plantear diversos casos:

1. Bolsa de un solo uso de tipo camiseta.
2. Bolsa reutilizable.
3. Envase tipo tarrina o bandeja pelable.
4. Botella.

Las bolsas de un solo uso han de cumplir unas características que vienen descritas por la norma UNE 53257-2/1M:1997. Esta norma contempla las propiedades a verificar en dichas bolsas, junto con los criterios de aceptación de las mismas. Algunas de las propiedades a verificar son dimensiones y masa, resistencia a impacto, esfuerzo y alargamiento a tracción, resistencia a la carga estática y adhesión de las tintas. Las dimensiones que se verifican en una bolsa tipo camiseta son las plasmadas en el siguiente dibujo, con su correspondiente tabla:

Fig.1: Esquema de dimensiones de una bolsa tipo camiseta

Los criterios a cumplir por este tipo de producto vienen recogidos en la norma de producto UNE 53942:2012. Esta norma surge de la iniciativa de los fabricantes de bolsas de plástico de Anaip (Asociación Española de Industriales de plástico), alineados con la creciente concienciación medioambiental de la sociedad, y siguiendo las directrices marcadas por el Ministerio de Medio Ambiente en su Plan Nacional Integrado de Gestión de Residuos (Pnir). En este plan se propone la reutilización y el fomento del uso de artículos reutilizables, e incluye un objetivo de reducción de consumo de las llamadas bolsas de un solo uso.

Las propiedades y requisitos propuestos en la norma se recogen en la siguiente tabla:

Propiedades y requisitos propuestos en la norma.

En este caso, a diferencia de los anteriores, no existe una norma de producto específica donde se describan los parámetros a comprobar y los requisitos a cumplir. Por tanto, los controles a realizar sobre este producto se seleccionarán de acuerdo a la función a cumplir por parte del envase.

Los principales ensayos propuestos para este tipo de productos serían los siguientes:

• Resistencia a compresión: Para ver la resistencia del envase en apilamiento (p.e. durante el almacenamiento y distribución). Se determina según norma UNE-EN ISO 604:2003.
• Resistencia a impacto por caída libre: Para evaluar la resistencia del envase al sufrir una caída, por ejemplo desde el lineal de compra.
• Resistencia al pelado: Para determinar la resistencia del sellado (facilidad de apertura de una tapa, por ejemplo).
• Resistencia a punción del film (tapa): para evaluar la resistencia de la tapa a posibles perforaciones accidentales. Se determina según norma UNE EN 14477:2004.
• Detección de fugas: Para evaluar posibles defectos de sellado o poros existentes en el envase. Se puede determinar de diferentes formas: según ASTM F1929-2012 (método de penetración de solución colorante), ASTM F2095-2013 (mediante introducción de presión de aire), ASTM F2096-2011 (introduciendo presión de aire en el envase sumergido en agua para evaluar la generación de burbujas), etc.

Al igual que en el caso anterior, no existe una norma específica que detalle todos los controles a realizar sobre este tipo de envases, si bien asociaciones específicas, como el PBI (Plastic Bottle Institute) proponen ciertos métodos de ensayo para estos productos (en especial, para PET). En este caso concreto, el producto contenido en las botellas también condicionará los ensayos a realizar, ya que, por ejemplo, si el producto contenido es leche, será crítico controlar la opacidad del envase para evitar fenómenos de degradación por efecto de la luz, mientras que si el producto es una bebida carbonatada, serán críticas otras variables, como la resistencia a la presión interna del envase.

De modo general, algunos de los ensayos más comunes que se realizan sobre botella son los siguientes:

• Resistencia a compresión (misma utilidad y norma que en el caso de las bandejas pelables, ya mencionado).
• Resistencia a impacto por caída libre.
• Control dimensional (sobre todo en la zona de rosca, para garantizar el correcto ajuste con el tapón tras el envasado).
• Fuerza de torque: Para determinar la resistencia de cierre/ apertura del tapón. Se determina según la norma ASTM D 2063-2012.
• Resistencia a la liberación de tensiones por medio ambiente activo (stress cracking): Se determina principalmente para botellas que contengan productos químicos, productos de limpieza, etc. Mide la resistencia del envase a la acción simultánea de tensiones mecánicas y disolventes. Existen diversas normas para su determinación, siendo una de las más utilizadas la norma UNE 53975:2007.

Aimplas dispone del equipamiento necesario para la realización de los controles de calidad pertinentes sobre todo tipo de envases, siendo el laboratorio europeo con más ensayos acreditados por Enac según la ISO 17025 en materiales plásticos. Algunos de los ensayos necesarios para estos controles se encuentran dentro del alcance de acreditación, y disponemos de las capacidades técnicas necesarias para el asesoramiento a empresas acerca de los ensayos más adecuados en cada caso concreto, asesoramiento que abarca desde el estudio de los análisis más adecuados ante sus necesidades, como la formación y asistencia en la adquisición de equipamiento para la realización de dichos ensayos, hasta el estudio de causa de problemas en los envases, con el fin de mejorar la calidad de sus productos..