La industria metalgrafica utiliza tapas o fondos  con diferentes tipos de perfiles. En este artículo se da una explicación del uso de los más frecuentes así como de los criterios de selección de los mismos.

 

INTRODUCIÓN

Basta darse un paseo por un supermercado con espíritu observador, para darse cuenta de la variedad de formas que presentan los fondos de los envases que se apilan en las estanterías. Los hay planos o casi  planos, o bien con una cantidad considerable de molduras concéntricas. Nos puede surgir una pregunta ¿Cuál es el fin de estas molduras? Desde luego, no se realizan por mero capricho del fabricante.

Aunque en algún caso aislado solo pueden tener una finalidad decorativa, en la mayoría tienen una función específica que redunda en las mejoras de las propiedades físicas – podríamos decir mecánicas – de los envases. Por ello, cuando se trata de definir un envase, una de las decisiones que han de tomarse, es determinar el perfil de las tapas/fondos idóneos en su caso.

Los perfiles de la tapa y fondo de un envase, tienen la importante tarea, de permitir al mismo, adaptarse adecuadamente a las condiciones de presión o vacío interior, que soporta a lo largo de sus diferentes etapas de uso (llenado, esterilización, almacenado…)

COMPONENTES DE UN PERFIL

Antes de entrar en el análisis de los diferentes perfiles que pueden emplearse, empecemos por definir los distintos elementos que configuran un perfil. En la figura nº 1 aparecen marcados los elementos típicos que lo determinan.

Figura nº 1

Un fondo consta de dos partes principales:

A.- Ala.  Es la zona que se incorporará al cierre. La misma no es objeto de este trabajo

B.- Perfil.  Área en la que centraremos nuestra atención.

Dentro del perfil se pueden encontrar:

1.- Anillos de expansión, también denominados junquillos.  Tienen una forma geométrica semitoroidal. Su función básica es darle elasticidad al fondo. Es decir realizan un efecto de “muelleo” ante la presencia de una diferencia importante de presión entre el interior y el exterior del envase. Esto se materializa en una deformación del anillo, basculando el mismo sobre su borde exterior, hacia dentro o fuera. Cuando hay varios anillos seguidos, su efecto se concadena. En resumen, son elementos diseñados para deformarse fácilmente ante una acción externa.

2.- Gradientes – o  gradas -, en forma de escalones. Su destino es aumentar la resistencia mecánica del perfil. Es decir mejora su resistencia a la deformación ante los esfuerzos internos o externos. Para incrementar la misma, también pueden presentarse varios en forma continuada. En síntesis, su finalidad es mantenerse inalterados ante una acción externa.

3.- Panel central. Es la parte interna del perfil, donde usualmente no se colocan anillos ni gradientes, es decir completa la superficie del fondo que no ha sido ocupada por los mismos. Puede ser plana  o curvada con un radio muy grande. Suele destinarse a la colocación de grabados  o impresos con códigos o textos legales, como la fecha de caducidad del producto, o el país de origen de la conserva.

TIPOS DE PERFILES

La forma del perfil siempre va ligada a la utilización del envase, tanto desde el punto de vista del contenido como del proceso industrial  de su llenado.

1º.-Atendiendo exclusivamente a su forma geométrica, en un principio podríamos clasificar los perfiles en dos grupos:

a.- Indeformables: Están constituidos por una serie de gradientes, en forma de escalera. Ver figura nº 2. Son muy rígidos. Presentan una elevada  resistencia a la presión o vacío  internos, sin que en el fondo aprecien visos de deformación. Por su mayor profundidad, a igualdad de altura de envase, reducen su capacidad con relación a otros tipos.

Figura nº 2

Presentan el inconveniente de que en caso de soportar una presión – o un vacio -por encima de su límite de resistencia a la deformación, se deforman permanentemente formando picos, lo cual hace al envase impresentable.

b.- Deformables: Presentan varios anillos de expansión. Ver figura nº 3. Son elásticos. Cuando soportan una presión interna, se deforman pronto hacia el exterior, elevándose flexiblemente. Así aumentan ligeramente el volumen del mismo.

Figura nº 3

Por el contrario, si el envase tiene un cierto grado de vacío en su interior, el perfil se contrae, reduciendo su capacidad.

Estas deformaciones desaparecen cuando la presión o el vacío se reducen, y aunque permanezcan residualmente, no le dan mal aspecto al envase, pues pasan desapercibidas.

La mayor o menor capacidad de deformación elástica se consigue:

–         Aumentando o reduciendo el número de anillos.

–         En función de la forma del anillo. Así por ejemplo a igualdad da anillos, el fondo de la figura nº 3 es mas deformable que el de la figura nº 4, exclusivamente por la forma del los anillos. En el primer caso, los junquillos presentan una configuración asimétrica – formados con varios radios diferentes -y en el segundo simétrica –un solo radio-.

En general no existen perfiles indeformables o deformables puros, pues siempre los deformables también son ligeramente indeformables y viceversa.

El caso mas frecuente es combinar en un mismo perfil, anillos  y gradientes, lo cual da lugar a un perfil mixto, que se adapta  bien a las diferentes situaciones del envase. Ver figura nº 5

Figura nº 5

2º.- En función de su utilización, se emplean diferentes tipos de perfiles. Una primera clasificación, atendiendo a este criterio, seria:

a.- Para productos que no serás sometidos a un proceso de esterilización. Por ejemplo productos industriales (disolventes, pinturas, aceites) o para el consumo humano (aceites vegetales, jarabes…). Para estas utilizaciones, las latas no están sometidas a cambios fuertes de temperatura y presión. En este caso es adecuado el uso de perfiles indeformables o incluso fondos con perfil totalmente plano.  Ver figura nº 6

Figura nº 6

b.- Para alimentos procesados: La elección del perfil dependerá de dos factores: 1) propiedades del producto a contener y 2) características del proceso

Hay productos que tienen un elevado coeficiente de dilatación al calentarse. Por tanto, aumentan de volumen al verse sometidos a elevadas temperaturas durante el proceso. Por otro lado, como es bien conocido, no es conveniente dejar un excesivo espacio en cabeza – espacio vacío en la parte superior del envase después de llenado -, de ello resulta que es la tapa y el fondo los que deben deformarse para aumentar transitoriamente la capacidad del envase y así absorber el aumento de volumen. Es claro que en este caso hay que emplear unos perfiles lo mas deformables posibles. Un ejemplo típico es el envasado de alimentos para animales o foigras. Ver figura nº 7 donde se combinan juncillos asimétricos de distinto tamaño con un gradiente de gran anchura que también aporta elasticidad.

Figura nº 7

Los pescados envasados al aceite – atún – no presentan este problema, pues su dilatación es pequeña, pero en este caso el consumo de aceite pasa a ser un concepto muy a tener en cuenta. Por ello se usan perfiles más indeformables, tipo mixto, que reducen el gasto de aceite al disminuir su volumen, siempre dentro de las tolerancias que marca la legislación de capacidades. Ver figura nº 8

Figura nº 8

Así podríamos ir considerando cada tipo de alimento, y en función de sus propiedades, determinar el perfil.  En la práctica, esto no se hace. Cada fabricante tiene unos cuantos perfiles de diferentes tipos, bien experimentados, que le permiten cubrir todas sus necesidades.

Los parámetros del proceso también inciden en la elección del tipo de perfil. No es igual realizar el mismo en un autoclave abierto que en uno cerrado con un buen sistema de control de presión. A igualdad de producto, en el primer caso las condiciones mecánicas de los fondos deben ser muy superiores al del segundo. Esto se traduce en que han de ser muy deformables.

Es muy frecuente generar un vacío interior por diferentes medios (llenado en caliente, uso de vapora, etc.). Este vacío se manifiesta cuando el envase ha terminado el proceso y pasa a almacén. Cuanto mayor sea este vacío, mas flexible debe ser el perfil para adaptarse al mismo, así se evitar la presencia de picos en el panel.

c.- A veces la elección de un perfil puede ser ajena al producto y al proceso. Simplemente que se pretenda aumentar o disminuir el volumen neto de un envase, sin cambiar su altura. Como ya se ha comentado, a igualdad de altura, un perfil indeformable reduce la capacidad, y uno deformable la puede incrementar. Así por ejemplo el perfil deformable de la figura nº 9, que en su panel central llega al nivel del cierre, es un  caso típico de esto último. Este tipo de fondo es empleado en latones para conservas vegetales.

Figura nº 9

Las tapas de fácil apertura presentan un panel central plano, con algún gradiente suave – de poca profundidad-. Por lo tanto podríamos encuadrarlas dentro del tipo indeformables, y por tanto con riesgo de aparición de picos en el autoclave.  Esta forma le viene impuesta por necesidades constructivas de la propia tapa.

Los envases que usan este tipo de tapas, que hoy día son la mayoría,  emplean fondos con un tipo de perfil función del uso del envase. Si por ejemplo, se requiriese utilizar deformables, daría lugar a un desequilibrio en la actuación de la tapa con relación al fondo. Lo cual conlleva la necesidad de utilizar medios  para el proceso – autoclaves – de mayor calidad de control del mismo.

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