A indústria metalúrgica utiliza tampas ou fundos com diferentes tipos de perfis. Neste artigo explicamos o uso dos mais frequentes, bem como os seus critérios de selecção.

INTRODUÇÃO

Basta dar um passeio por um supermercado com espírito observador, para perceber a variedade de formas que apresentam os fundos dos recipientes que estão empilhados nas prateleiras. Existem planos ou quase planos, ou com uma quantidade considerável de molduras concêntricas. Uma pergunta pode surgir: Qual é a finalidade destas molduras? Certamente não são feitos por capricho do fabricante.

Embora em alguns casos isolados possam ter apenas uma finalidade decorativa, na maioria dos casos têm uma função específica que resulta na melhoria das propriedades físicas – poderíamos dizer mecânicas – da embalagem. Portanto, quando se trata de definir um recipiente, uma das decisões a serem tomadas é determinar o perfil das tampas/bottoms que são adequadas para o seu caso.

Os perfis da tampa e do fundo de um recipiente têm a importante tarefa de lhe permitir adaptar-se adequadamente às condições de pressão ou vácuo no seu interior, que suporta ao longo das suas diferentes fases de utilização (enchimento, esterilização, armazenamento…).

ELEMENTOS DE UM PERFIL

Antes de entrar na análise dos diferentes perfis que podem ser utilizados, vamos começar por definir os diferentes elementos que compõem um perfil. A Figura 1 mostra os elementos típicos que o determinam.

Figura 1

Um fundo é composto por duas partes principais:

A.- Asa. É a área que será incorporada no fechamento. Não é o tema deste trabalho.

B.-
Perfil
. Área na qual vamos focar a nossa atenção.

Dentro do perfil você pode encontrar:

1.-
Anéis de expansão
também chamados de anéis de expansão. Eles têm uma forma geométrica semi-toroidal. A sua função básica é dar elasticidade ao fundo. Em outras palavras, eles produzem um efeito de “mola” na presença de uma diferença significativa na pressão entre o interior e o exterior do recipiente. Isto se materializa em uma deformação do anel, inclinando-o em sua borda externa, para dentro ou para fora. Quando há vários anéis seguidos, o seu efeito é concatenado. Em suma, são elementos concebidos para se deformarem facilmente sob acção externa.

2.-
Gradiados
– ou passos -, sob a forma de passos. O seu objectivo é aumentar a resistência mecânica do perfil. Em outras palavras, melhora a sua resistência à deformação sob tensões internas ou externas. Para aumentá-lo, vários também podem ser apresentados continuamente. Em suma, o seu objectivo é permanecer inalterado face à acção externa.

3.-
Painel central
. É a parte interior do perfil, onde normalmente não são colocados anéis ou gradientes, ou seja, completa a superfície do fundo que não tenha sido ocupada por eles. Pode ser plano ou curvo com um raio muito grande. É normalmente utilizado para colocar gravuras ou impressões com códigos ou textos legais, como a data de validade do produto, ou o país de origem dos alimentos enlatados.

TIPOS DE PERFIS

A forma do perfil está sempre ligada ao uso do recipiente, tanto do ponto de vista do conteúdo como do processo de enchimento industrial.

1º – De acordo exclusivamente com a sua forma geométrica, poderíamos classificar os perfis em dois grupos:

a.- Undeformable: São constituídos por uma série de desníveis, em forma de escadaria. Ver figura nº 2. Eles são muito rígidos. Têm uma alta resistência à pressão interna ou ao vácuo, sem sinais de deformação na parte inferior. Devido à sua maior profundidade, à mesma altura do recipiente, reduzem a sua capacidade em comparação com outros tipos.

Figura 2

Têm a desvantagem de, se suportarem uma pressão – ou vácuo – acima do seu limite de resistência à deformação, deformarem-se permanentemente formando picos, o que torna o recipiente impraticável.

b.- Deformáveis: Têm vários anéis de expansão. Ver figura nº 3. Eles são elásticos. Quando suportam a pressão interna, logo se deformam para fora, subindo de forma flexível. Isto aumenta ligeiramente o volume do volume.

Figura 3

Pelo contrário, se o recipiente tiver um certo grau de vácuo no interior, o perfil encolhe, reduzindo a sua capacidade.

Estas deformações desaparecem quando a pressão ou vácuo é reduzida e, embora permaneçam residualmente, não dão mau aspecto ao recipiente, pois passam despercebidas.

A maior ou menor capacidade de deformação elástica é alcançada:

– Aumentando ou diminuindo o número de anéis.

– Dependendo da forma do anel. Assim, por exemplo, com os mesmos anéis, o fundo da figura nº 3 é mais deformável que o da figura nº 4, exclusivamente por causa da forma dos anéis. No primeiro caso, as palhetas têm uma configuração assimétrica – formada com vários raios diferentes – e no segundo caso, uma configuração simétrica – um único raio.

Em geral, não existem perfis puramente não deformáveis ou deformáveis, uma vez que os perfis deformáveis são sempre ligeiramente não deformáveis e vice-versa.

O caso mais frequente é combinar no mesmo perfil, anéis e gradientes, o que resulta num perfil misto, que se adapta bem a diferentes situações de embalagem. Ver figura nº 5

Figura 5

2º – Dependendo da sua utilização, são utilizados diferentes tipos de perfis. Uma primeira classificação, de acordo com este critério, seria:

a.- Para produtos que não serão submetidos a um processo de esterilização. Por exemplo, produtos industriais (solventes, tintas, óleos) ou para consumo humano (óleos vegetais, xaropes…). Para estes usos, as latas não estão sujeitas a fortes alterações de temperatura e pressão. Neste caso, é adequado o uso de perfis não deformáveis ou mesmo fundos com um perfil completamente plano. Ver figura nº 6

Figura 6

b.- Para alimentos processados: A escolha do perfil dependerá de dois fatores: 1) propriedades do produto a ser contido e 2) características do processo.

Há produtos que têm um alto coeficiente de expansão quando aquecidos. Portanto, eles aumentam de volume à medida que são submetidos a altas temperaturas durante o processo. Por outro lado, como é sabido, não é aconselhável deixar muito espaço na cabeça – espaço vazio no topo do recipiente após o enchimento – como resultado do qual é a tampa e o fundo que devem ser deformados para aumentar temporariamente a capacidade do recipiente e assim absorver o aumento de volume. É evidente que neste caso é necessário utilizar perfis tão deformáveis quanto possível. Um exemplo típico é a embalagem de alimentos para animais ou foigras. Ver figura nº 7 onde palhetas assimétricas de diferentes tamanhos são combinadas com um amplo gradiente que também proporciona elasticidade.

Figura 7

O peixe embalado em óleo – atum – não apresenta esse problema, pois sua expansão é pequena, mas neste caso o consumo de óleo torna-se um conceito a ser levado em conta. Por este motivo, são utilizados mais perfis não deformáveis, do tipo misto, que reduzem o consumo de óleo, reduzindo o seu volume, sempre dentro das tolerâncias estabelecidas pela legislação de capacidade. Ver figura nº 8

Figura 8

Desta forma, poderíamos considerar cada tipo de alimento e, dependendo das suas propriedades, determinar o perfil. Na prática, isto não é feito. Cada fabricante tem alguns perfis de diferentes tipos, bem experientes, que lhes permitem cobrir todas as suas necessidades.

Os parâmetros do processo também influenciam a escolha do tipo de perfil. Não é o mesmo em uma autoclave aberta como em uma autoclave fechada com um bom sistema de controle de pressão. Com o mesmo produto, no primeiro caso as condições mecânicas dos fundos devem ser muito melhores do que no segundo caso. Isto significa que eles devem ser muito deformáveis.

É muito comum gerar um vácuo interno por diferentes meios (enchimento a quente, uso de vapor, etc.). Este vácuo manifesta-se quando o recipiente termina o processo e vai para o armazenamento. Quanto maior for esta lacuna, mais flexível deve ser o perfil para se adaptar a ele, a fim de evitar a presença de picos no painel.

c.- Por vezes a escolha de um perfil pode não estar relacionada com o produto e o processo. É simplesmente a intenção de aumentar ou diminuir o volume líquido de um recipiente, sem alterar a sua altura. Como já mencionado, na mesma altura, um perfil não deformável reduz a capacidade, e um deformável pode aumentá-la. Assim, por exemplo, o perfil deformável da figura nº 9, que em seu painel central atinge o nível do fechamento, é um caso típico deste último. Este tipo de fundo é utilizado em latas para conservas de legumes.

Figura 9

As tampas de fácil abertura apresentam um painel central plano, com algum gradiente suave – pouco profundo. Portanto, poderíamos classificá-los como não executáveis e, portanto, com o risco de aparecerem picos na autoclave. Esta forma é imposta pelas necessidades construtivas da própria tampa.

Os contentores que utilizam este tipo de fecho, que são hoje em dia a maioria, utilizam fundos com um tipo de perfil, dependendo do uso do contentor. Se, por exemplo, fosse necessário utilizar deformável, resultaria num desequilíbrio no desempenho da tampa em relação ao fundo. Isto significa que é necessário utilizar equipamentos de processo – autoclaves – com maior qualidade de controle de processo.

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