Pruebas de resistencia de los materiales en los envases y embalajes
Las pruebas son las formas de constatar las características del envase. A través de ellas se comprueba si el envase es realmente el idóneo para el producto que contendrá, o si responderá a diferentes condiciones de uso y de consumo, de almacenamiento, de transporte y de manejo, etc.
Estas pruebas se realizan en laboratorios especializados que están ubicados en las industrias fabricantes de envases, en las industrias envasadoras, en instituciones de investigación o en centros de asesoría y asesoría técnico
Las pruebas principales son:
– Dimensiones. Para todos los envases. Se usa una cinta métrica, escalas, vernier, comparadores ópticos, máquina universal de mediciones, etc. Como su nombre lo indica, es la comprobación de que las dimensiones del envase correspondan a las especificaciones.
– Tracción y elongación. Para películas flexibles y laminaciones. Consiste en poner una muestra del material en una máquina que sujeta y estira el material hasta que se rompa; los indicadores de la máquina indican la resistencia a la tensión y la cantidad de elongación de ésta.
– Resistencia al impacto. Para corrugados, cajas plegadizas. Consiste en golpear una muestra con una cabeza de impacto; es útil para predecir la resistencia de un material a golpes o caídas. La resistencia del material se manifiesta en unidades Kg/cm.
– Rasgado. Para papel, películas flexibles, laminados, etiquetas y cajas plegadizas. Una máquina sostiene la muestra mientras un instrumento de la misma máquina lo rasga. Se manifiesta su resistencia en gramos por milésima de pulgada de espesor. Los valores altos son importantes para la resistencia de envases, en tanto que los bajos son importantes para aquéllos en los que se requiere facilidad de apertura.
– Rigidez. Para cajas plegadizas y corrugados. Se sostiene la muestra en una superficie plana; se fuerza la película con una barra y se mide la tensión, ya que si el material no es lo suficientemente rígido se puede doblar o curvar, presentando problemas en su manejo.
– Transmisión de vapor de agua. Para envases de plástico y películas flexibles, por diferencia de peso. Se pone el material sobre un plato de prueba; se mide la cantidad de vapor de agua que pasa a través del material pesando el plato, que absorbe el vapor de agua. La unidad de medida es el vapor de agua que pasa por 1 m2 de material durante 24 horas, a temperatura y humedad específicas.
– Transmisión de gases. Para películas flexibles, envases de plástico, por diferencia de presión. En una celda especial se coloca una muestra de la película de plástico que se va a analizar. Se inyecta el gas de prueba de un lado de la muestra, mientras del otro lado se hace el vacío. Con esta atmósfera de presión diferencial se mide la penetración del gas, que se manifiesta en el número de cm3 que pasan por 1 m3 de material durante 24 horas.
– Resistencia a la explosión. Para corrugados; también llamada Prueba de Mullen, para verificar la resistencia y calidad del cartón. Se impone una muestra sobre un diafragma de goma, se inyecta líquido (glicerina comúnmente), con el que se comienza a expandir la goma hasta que se rompe la muestra. Con un medidor dentro de la máquina se indica la presión máxima que resistió la muestra.
– Compresión. Para corrugados y envases de plástico. En una máquina con dos placas de metal, una inferior y una superior, se ejerce fuerza sobre la muestra situada entre las dos placas, que van comprimiendo el envase hasta que ya no ofrezca resistencia. La compresión se mide en Rgf (kilogramos fuerza).
– Resistencia al plegado. Para laminados, papeles y películas flexibles. Se sostiene el material entre dos mordazas, una de ellas gira, y tiene un contador de vueltas, para saber el número de plegados dobles que se requieren antes de deteriorar el material.
– Permeabilidad a la grasa. Para películas flexibles, laminados, papeles. Consiste en calentar el material en un horno, posteriormente se le pone debajo una gota de aceite y encima un vidrio esmerilado, midiéndose el tiempo hasta que en el vidrio se nota la humedad del aceite; la unidad de medida es el promedio de tiempo en que aparece el aceite en el vidrio en varios ensayos.
– Transparencia. Para películas flexibles. La transparencia se verifica poniendo el material entre una lámpara incandescente y una cantidad de fotoceldas detrás de la muestra, las que registran la luz recibida y la dispersión de la luz proveniente de la lámpara. Esta prueba es importante si el material a envasar es sensible a la luz, por ejemplo.
– Dirección del hilo del material. Para papel, etiquetas, cajas plegadizas.
La prueba más sencilla consiste en humedecer el material, que se enrollará en la dirección del hilo, o plegando ligeramente el material; donde se dobla con más facilidad es la dirección del hilo.
– Absorción de agua. Para etiquetas y cajas plegadizas o corrugadas. Se coloca una muestra en el fondo de un recipiente cilíndrico agregándole 100 ml de agua; después de 120 segundos se retira la muestra, y por diferencia de peso se determina el agua absorbida por gr/m2.
– Monómero residual. Para envases de plástico que contendrán bebidas o alimentos. Por cromatografía de gases se mide el monómero que no se polimerizó y queda en las paredes del envase. Según la FDA (Food & Drug Administration, USA), éste no debe exceder de 50 ppb (partes por billón).
– Vacío, colapsamiento Para envases de plástico. Se hace un vacío dentro del envase hasta que se comprime o colapsa, y se verifica y registra si éste corresponde a los requerimientos del fabricante.
– Coeficiente de fricción. Para laminaciones. Es la resistencia al deslizamiento del material.
– Porosidad. Para papel, etiquetas. Se hace pasar aire por la muestra. Según la velocidad que tiene el aire al pasar por ésta, se determina el grado de porosidad.
– Colores. Para etiquetas, cajas plegadizas, tapas, envases de plástico, laminaciones. Se determina con catálogo de Pantone, o densitómetros, comparándolos con muestras del producto.
– Temple. Para vidrio. Se usa un polariscopio que determina si está bien templado el producto.
– Tratamiento superficial. Para vidrio. Para determinar si el envase puede resistir cambios súbitos con un diferencial de 42 ˚C; se sumerge un frasco en agua caliente y después se sumerge en agua fría.
– Presión interna aceptable. Para vidrio. Se llenan los envases con agua a presión hasta que revientan, y se mide la presión en Kpa, Kg/cm3 o psi (pounds per square inch).
– Pruebas para transporte. El embalaje para transporte debe ser especialmente resistente a las condiciones de traslado y almacenaje, para ello se verifican antes sus condiciones físicas.
– Acondicionamiento. Todo papel o cartón debe aclimatarse antes de la prueba, durante 24 horas, a temperatura de aproximadamente 23 ˚C y 50% de humedad relativa.
– Caída. Después del acondicionamiento, suele aplicarse esta prueba, que consiste en dejar caer al producto desde una plataforma a cierta altura, para revisar el efecto de la caída en sus caras laterales, aristas y esquinas.
– Filtración. La prueba de filtración se hace siempre con los contenedores de materiales peligrosos. Suele hacerse cuando se va a usar por primera vez un envase simple para líquidos. Esta prueba consiste en sumergir el contenedor en agua, y al sacarlo se verifica que no presente ningún tipo de filtrado.
– Resistencia a la humedad. Después de 4 horas de acondicionamiento, se sumergen cinco muestras en 100 ml de agua por 30 minutos; la absorción promedio de líquido debe der de menos de 150 g/m2.
– Presión hidrostática. Prueba diseñada para contenedores rígido (de vidrio) o flexibles (plástico, metal, etc.). Se someten tres muestras a presión de 15 psi durante tres minutos para contenedores de vidrio y 30 para plástico y compuestos. Se debe verificar que no haya ninguna filtración o fuga.
– Compresión o apilamiento. Se aplica a la muestra el peso de una estiba equivalente a un apilamiento de 3 metros de altura durante 24 horas. Para líquidos en bidones o embalajes compuestos, se requieren 28 días. Esta prueba se debe hacer con todos los embalajes, excepto las bolsas y demás envases flexibles. No deben haber filtraciones ni fugas, ni debe cambiar la integridad del envase. La desviación total del embalaje no debe ser de más de una pulgada.
– Vibración. Sobre una mesa vibratoria, se pone el producto durante un período de tiempo, imitando los movimientos durante el transporte. No debe haber fuga ni filtración alguna, y el embalaje debe salir íntegro de esta prueba.
Consideraciones generales para la realización de pruebas con envases
Se deben mantener registros de las pruebas sobre un envase o embalaje, por lo menos durante los dos primeros años después de que concluya el diseño del envase.
Es preferible usar muestras con el contenido original; si esto no es posible, se usan dummies (prototipos) llenos con un simulador cerrado como si se fuera a distribuir.
Además de las pruebas normales de laboratorio, es conveniente efectuar alguna prueba sobre transporte para observar el comportamiento del producto en condiciones reales durante el trayecto de distribución.
Fuente: Materia de Diseño de Envases y Embalajes de la Universidad de Londres
