La cerveza copa la atención del mundo del PET

Hay numerosas propuestas de botella para un sector cuyo boom puede llegar este mismo año

Coinyección, sobremoldeo, recubrimientos de barrera, mezclas de resinas... Todos, están participando en la competencia por capturar una parte del gran mercado de las botellas de cerveza. El mercado de la cerveza está ya en boca de todos en relación con el PET. Todavía hay una gran incertidumbre, por ejemplo, con la aceptación del consumidor de este tipo de envases. Este artículo se basa en fuentes propias de Plásticos Universales y en informaciones de la revista Plastics Technology.

Una cosa es segura, y es que las cifras son enormes. El mercado en España es de unos 6.000 millones de envases de cerveza (vidrio y lata), de los cuales entre 3.000 y 3.5000 millones son susceptibles de ser envasados en PET, según asegura Miguel Puyalto, Director General de ANEP (Asociación Nacional del Envase de PET).

Pero por el momento no hay un plástico único que pueda satisfacer cada requerimiento del mercado de las botellas para cerveza, al menos no sin recurrir a una ayuda. Se están explorando muchas formas de fabricación para alcanzar el objetivo, entre ellas las estructuras con capas múltiples, las mezclas de polímeros, los recubrimientos y los "absorbedores" de oxígeno.

Los fabricantes de botellas plásticas afirman que la distancia entre el plástico y el vidrio se está acortando gracias a los adelantos que se han logrado en los materiales de barrera al oxígeno y al dióxido de carbono. Hace cerca de cinco años, se ensayaron en el mercado botellas de cerveza con monocapas de PET, pero no se obtuvo éxito. Para que las botellas de PET se comporten como las de vidrio hay que limitar la permeación de oxígeno a 1 ppm, y la pérdida decarbonatación al 15%, en un periodo de 120 días. Para lograr este reto se requiere mejorar de dos a cinco veces el desempeño del PET como material de barrera.

La botella tiene que sobrevivir también las temperaturas de pasteurización, de alrededor de 172°F (78°C) durante 15 minutos que, de acuerdo con reportes técnicos, excede las posibilidades del PET.

Una botella de cerveza para consumo personal que cumpla con estos y otros retos, como el costo y la facilidad de reciclaje, tiene la oportunidad para tomarse, por lo menos, 1% del mercado de Estados Unidos, el cual se traduce en 640 millones de unidades al año. Estas exigencias se acercan a las que existen para las botellas de vidrio. Para cumplirlas, las botellas deben proporcionar de dos a cinco veces la barrera original del PET. Hasta ahora, las botellas plásticas han gozado apenas de un sorbo de este mercado. Los primeros éxitos los ha obtenido en los conciertos y eventos deportivos debido a que aporta un elemento de seguridad pública. El bajo peso del plástico tiene la ventaja sobre el vidrio y el metal de poder causar menos lesiones si es tirado al aire o dejado caer.

Amplio mercado

El éxito comercial inicial de dos importantes marcas de cerveza de Estados Unidos, al hacer pruebas de mercado con botellas plásticas, es un indicio de una ola que va a propiciar el desarrollo de este tipo de envases en este país como en otros. En Europa también han salido varias iniciativas y, según ha sabido esta revista, en España podría haber una experiencia piloto este mismo verano. Existen bastantes estudios de mercado que se están desarrollando para probar la aceptación de las botellas plásticas por parte de los consumidores.

Según la información de algunas fuentes, es posible que el próximo año se puedan ver en el mercado resinas de PET de una mayor barrera. Por ahora, se están evaluando otros materiales de barrera.

Hay también muchas maneras de incorporar la propiedad de barrera a las botellas de PET. Se pueden producir preformas con capas múltiples ya sea por el proceso de coinyección o por el de sobremoldeo en dos etapas. O, el material de barrera puede ser mezclado con el PET para formar una estructura de una monocapa. Los recubrimientos de aminas epóxicas, óxido de silicona o de PVDC pueden ser aplicados a la botella después que ésta ha sido soplada. Estas formas diferentes de lograr el objetivo de la alta barrera tienen también implicaciones variadas de costos y de reciclabilidad.

EVOH mejorado

Un buen número de artículos técnicos presentados en la conferencia NovaPack Americas’99, en febrero pasado, promovida por Schotland Business Research, resumieron los desarrollos más recientes en la fabricación de botellas de cerveza con tecnologías de barrera. Eval Co. informó acerca de dos nuevos materiales de EVOH, que proporcionan de 50 a 100 veces más barrera al PET sin modificar. Eval XEP-438 y XEP-439, tienen una barrera al oxígeno que es más alta que la del nylon o el PEN. También se ha mejorado la resistencia a la delaminación de las estructuras EVOH/PET. El EVOH cuesta cerca de US$ 2.65/lb. Para fin de año, Eval Co. planea lanzar al mercado una nueva referencia de EVOH con la capacidad de absorber oxígeno.

Bass Brewers Ltd. de Gran Bretaña lanzó al mercado en 1997 su marca Carling Black Label en una botella plástica con una porción individual de la cerveza. Es de notar que cuando los tamaños de las botellas son más grandes, el desempeño de las barreras es superior; esto se explica por el hecho de que disminuye la razón del área superficial expuesta al volumen del contenido.

El PEN entra otra vez en el juego

Hace ya unos años el PEN fue uno de los plásticos a los que se atribuía un futuro prometedor. Realmente, todo aquello quedó en poco y hasta el momento no ha tenido los éxitos prometidos. Pero ahora, Shell Chemical ya ha producido botellas de prueba a partir de una mezcla de 10% de su referencia de PEN Hipertuf 89010 y 90% de PET, e incluso ha mostrado una botella fabricada toda en PEN. A pesar del alto costo de la resina, la botella de PEN tiene la ventaja de ofrecer una resistencia adecuada a la alta temperatura de pasterización. A pesar de que su propiedad de barrera al oxígeno es de cuatro a cinco veces superior a la del PET, el PEN no se desempeñaría tan bien como el vidrio en el largo plazo. Alguna fuentes dudan que este material solo pueda resolver el problema de la barrera al oxígeno.

Un reto grande para las botellas de plástico lo constituye el proceso de pasteurización de la cerveza, en el cual el envase es sometido a altas temperaturas y presiones. El PET es inestable a las temperaturas típicas de pasteurización, de 78°C, y ya se está probando una botella hecha con la resina PEN, que es más resistente al calor. Para obviar el problema de la exposición a altas temperaturas de las botellas plásticas, Miller Brewing Co (EE.UU.) está empleando un proceso de filtración en frío para tratar la cerveza.

Otras firmas emplean un proceso de pasteurización repentina en el cual la cerveza es tratada antes de ser envasada, de tal manera que la botella no tiene que ser sometida a presiones y temperaturas altas.

PET & Nylon MXD6

El Nylon MXD6 puede proveer una barrera al oxígeno que es 19 a 20 veces superior a la de PET, dice Ken Halsall, director de negocios de los sistemas de preformas de Husky. La referencia MXDT6 tiene una temperatura de procesamiento similar a la del PET. Halsall llama la atención sobre el hecho de que existen algunas preguntas todavía sin respuesta con respecto a cómo el nylon MXD6 afecta la cristalinidad, orientación y sensitividad a la humedad y el calor.

El nylon MXD6 está siendo usado en unos pocos mercados de prueba, de acuerdo con Hiryuki Otsuka, director de petroquímicos para Mitsubishi Gas Chemical America, que suministra la resina. Afirma que 30% de la referencia MXD6 puede ser mezclado con PET, pero su limitación radica en el incremento de la opacidad. Fuentes de Krupp Corpoplast anunciaron que se están realizando trabajos de investigación empleando capas múltiples en las botellas de PET y una mezcla de LCP y el Nylon MXD6.

Otras innovaciones

PPG Industries Inc., de Pittsburgh, ofrece un recubrimiento de barrera con base en aminas epóxicas, que tiene la marca comercial Bairocade, y que se aplica en forma de aspersión sobre la botella. De acuerdo con el asociado de investigación Leland Carblom, este recubrimiento es menos sensible a la temperatura y la humedad que muchas resinas de barrera. También, el mismo puede ser removido con un baño de soda caústica aditivado con surfactantes. El recubrimiento es transparente y se aplica en una proporción que no llega a 1% del peso de la botella terminada, pero permite obtener una botella de PET transparente con una capacidad de almacenamiento de tres a seis meses, o más, de acuerdo con PPG. Este recubrimiento se está usando por primera vez en botellas de cerveza de tamaño personal, las cuales son moldeadas por Continental PET Technologies Inc., Bedford, N.H., para Carlton & United Breweries Ltd., de Australia. La botella fue lanzada al mercado inicialmente en 1996.

La compañía estadounidense Superex Polymer Inc. fabricó una botella para cerveza de 400 cc a partir de una aleación de PET/LCP (Liquid Crystal Polymer: polímero de cristal líquido). Con la adición de 4.5% de LCP en esta aleación, la permeabilidad del oxígeno se reduce aproximadamente en 70%, como lo reporta el presidente Rick Lusignea. La barrera al oxígeno de LCP es más de 200 veces la del PET, y no es afectada por la humedad en ninguna proporción. Y como se observa, puede ser usado en proporciones pequeñas. La buena adhesión entre los dos materiales elimina la necesidad de tener una capa de adhesivo. Sin embargo, el LCP es opaco y las preformas de LCP/PET son difíciles de estirar para formar las botellas debido a la diferencia en las condiciones de formación de los dos materiales, concede Lusignea.

Esto no acobardó a Superex, que procedió a desarrollar un LCP transparente para usos potenciales en botellas. El LCP puede presentar problemas de reciclaje del PET, aunque esto puede depender de la cantidad de adición en la última resina.

Por otro lado, Eastman Chemical Co.y Nanocor Inc. anunciaron que están realizando un trabajo conjunto de desarrollo empleando mezclas de PET/arcillas de nanocompuestos. Este método ya había sido probado con éxito para generar barreras más altas en el nylon 6, sin afectar la transparencia. Las partículas de arcilla tienen tamaños en el orden de los nanómetros e impiden el paso libre de moléculas de gas a través de las paredes de las botellas. Por otro lado, el tamaño de las partículas es muy pequeño para impedir el paso de la luz. La arcilla lleva también al incremento de la resistencia en fundido de la resina y de la rigidez en la botella terminada.

Sustancias que devoran oxígeno

Amoco Polymers, parte de BP Amoco Chemicals, recientemente introdujo en el mercado un copoliéster que devora oxígeno, bajo la referencia Amosorb 3000. La compañía también ofrece el aditivo Amosorb, que absorbe el gas. Estos materiales tienen la ventaja de remover el oxígeno previamente presente en el fluido o en el espacio libre en la botella después del llenado. Se están desarrollando programas de prueba en el mercado por parte de Miller Brewing Co., de Estados Unidos, y de Heineken, de Holanda, utilizando la tecnología de absorbedores de oxígeno. Adicionalmente, en marzo pasado, Anheuser Busch, inició una prueba de mercado con sus referencias de cerveza Budweiser y Bud Lite empleando botellas de capas múltiples, de color ámbar, en las cuales se incorporó Amosorb 3000. Las botellas fueron fabricadas por la firma canadiense Twinpak Inc.

La facilidad de reciclaje es una prioridad

Tal y como vemos en otros artículos de este mismo número de Plásticos Universales, el mantenimiento de la facilidad de reciclaje del PET puede llegar a ser un reto si se tiene en cuenta que algunas de las propuestas de desarrollo de las botellas consideran la introducción de materiales múltiples. Incluso algunos fabricantes de bebidas gaseosas están preocupados por las tendencias que se observan en el mercado de las cervezas porque se preguntan si se ha investigado suficientemente el posible impacto que van a tener las botellas de cerveza en los sistemas actuales de reciclaje. Pero Bram Opschoor, Director Técnico de Petcore, está convencido de que se irán encontrando soluciones a medida que este mercado, en plena fase de expansión, se vaya definiendo. De hecho ya existen soluciones técnicamente posibles para reciclar envases que incorporan una capa de un material diferente. El problema no es tanto técnico como de costes. Además, debe recordarse que ya existen esquemas de reciclaje para las botellas con capas múltiples de las salsas de tomate y las botellas de color ámbar en las cuales se envasan los jugos de manzana y de ciruela.

En Estados Unidos, las asociaciones American Plastics Council, Association of Postconsumer Plastic Recyclers y National Association for Plastic Container Recovery (NAPCOR), han formado una coalición para dar respuesta a las inquietudes que han suscitado las nuevas botellas plásticas para cerveza.

La experiencia de Krupp

En los últimos tres años Krupp Corpoplast ha venido desarrollando e investigando para lograr una botella para cerveza lo mejor posible al mejor coste posible. Ha logrado mejorar las propiedades barrera y el comportamiento ante la alta temperatura mediante un proceso que controla todos los parámetros con gran precisión (sobre todo las temperaturas) a lo largo de todo el proceso de producción. Si además se utiliza un copolímero con un 10% de ácido isoftálico, la permeabilidad se reduce en un 30%.

Las botellas de varias capas, piensan en esta empresa, mejoran al menos en 20 puntos las propiedades barrera. Estas propiedades se pueden obtener bien mezclando el PET con otro material específico para esta función, o bien incorporando una capa barrera en la botella, o recubriéndola. Los resultados de la comparación se pueden ver en el gráfico.

Krupp coincide también en el que el PEN da unos resultados excelentes, pero su gran desventaja es el precio, todavía muy alto.