Ensayo de envases y embalajes 

Los envases y embalajes ejercen un fuerte efecto sobre la calidad del contenido y, a su vez, también influyen sustancialmente en la decisión del consumidor al realizar la compra. Alcanzar ambos objetivos supone un reto durante el desarrollo del producto, especialmente en el caso de los embalajes para alimentos. Hay otros envases y embalajes que también deben satisfacer numerosas exigencias y muy distintas, según el tipo y la finalidad, como por ejemplo los envases para cosmética, productos farmacéuticos, productos químicos, transporte (palés, cajas), embalajes industriales (sacos grandes, contenedores, barriles), de productos electrónicos y bienes de consumo.
Dispositivo de pelado de tapas en la industria alimentaria
Los envases y embalajes ejercen un fuerte efecto sobre la calidad del contenido y, a su vez, también influyen sustancialmente en la decisión del consumidor al realizar la compra. Alcanzar ambos objetivos supone un reto durante el desarrollo del producto, especialmente en el caso de los embalajes para alimentos. En ningún otro sector se desarrollan tantas novedades y mejoras en envases como en el de los productos de alimentación. La nanotecnología, los productos precocinados, los envases biodegradables, los sistemas inteligentes y los activos son otros conceptos clave.

Los sistemas inteligentes, por ejemplo, muestran las condiciones del alimento envasado y del entorno, los indicadores de gas detectan si se supera la concentración en el interior del envase. Los sistemas activos ayudan a prolongar la caducidad, p. ej. el plástico inyectado, que absorbe el etileno o que genera un efecto filtro ante la luz y la radiación de la gama de radiación ultravioleta cercana.  

A esto se le suma la creciente demanda de alimentos precocinados: El envase debe ser muy manejable, fácil de abrir, resellable, o debe poder calentarse en el microondas directamente sin cambiar de envase. La abertura fácil sin extraer el contenido también es muy importante en el sector de los cosméticos y los medicamentos. Los embalajes para equipos médicos, además, deben estar sellados y conservar la esterilización.  

Debido a la gran variedad de formas y materiales de envases y embalaje, se requieren dispositivos especiales, flexibles y adecuados. Por ello, a continuación encontrará una selección de útiles de ensayos con la función de representar algunas aplicaciones de ensayo.

Ejemplos de ensayos en embalajes y envases de alimentos, así como del material de envasado

Ensayos funcionales en envases completos

Extracción de tapas o cierres (ensayo de pelado)

La resistencia al pelado de embalajes de cuerpo estable o rígido depende de la combinación de materiales, los parámetros de la máquina de ensayos, las medidas de las uniones de termosellado y abertura. Para poder abarcar todo ello, la fuerza de pelado se ensaya empleando un dispositivo especial de separación de tapas o cierres. El valor más importante a determinar es la fuerza inicial, pero también la homogeneidad del sellado.  

La ventaja a destacar del dispositivo de separación de tapas o cierres de Zwick Roell es que el punto de separación se encuentra siempre en el eje del ensayo. La probeta se desplaza automáticamente a través de una guía deslizante, lo que garantiza una medición de fuerzas homogénea y reproducible. El ángulo de apertura imita la apertura manual y se puede modificar entre 90° y 155°. Además, gracias a su diseño este dispositivo se ajusta de forma flexible a las formas y alturas más variadas.

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Dispositivo de pelado de tapas - Ensayo en envases de alimentos

Ensayo de compresión en vasos de plástico, cubos, cajas, barriles y otros envases o embalajes estables

Los ensayos de compresión tienen varios fines, tales como: 

Determinación de la capacidad de apilamiento: Para este ensayo se procede según la norma y el material de forma distinta. Uno o varios envases se someten a carga hasta su falla. A partir de los datos obtenidos se puede determinar la altura máxima de apilamiento. En el caso de vasos de plástico, este ensayo también se lleva a cabo con bandejas (trays) llenas, o bien se aplica una carga predefinida durante intervalo de tiempo determinado hasta producirse la falla.

Determinación de la rigidez inherente: Este ensayo es importante para el proceso de fabricación de envases u embalajes, ya que al cerrarse con tapa, se someten a una carga determinada y, por lo tanto, tienen que resistir este proceso sin daños.

Ensayos de fatiga: A través del ensayo de histéresis se determina cuantas veces se puede someter un cubo a una carga determinada hasta que se rompe. En la práctica, estas condiciones se producen durante el proceso de almacenamiento y descarga en palés. Para una mejor visualización, se representan sólo los ciclos 1, 100, 500 y 1000 de carga y descarga.

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Apilamiento_cajas de cartón
Plato de compresión para el ensayo de apilamiento en cubos de plástico

Ensayo de desgarro progresivo en láminas plásticas

El ensayo de desgarro progresivo en láminas de plástico se describe, entre otras, en las siguientes normas: ISO 34-1, ISO 6383-1, EN 495-2 y DIN 53363.

El ensayo simula el comportamiento de láminas de envasado durante la abertura del envase. Al abrir una bolsa, la fuerza al desgarrar debe ser aproximadamente igual que a la fuerza de desgarro progresivo. Si la fuerza máxima hasta el desgarre de la probeta es demasiado elevada, puede tener como consecuencia un desgarre abrupto de la bolsa tras el desgarre inicial y que se vacíe el contenido. El comportamiento ideal no es fácil de ajustar, ya que la resistencia al desgarro progresivo (al igual que la fuerza de tracción) depende mucho de la dirección, como es el caso de las láminas estiradas.

Ensayo de desgarro progresivo en láminas plásticas
Ensayo de desgarro progresivo en láminas de plástico - probeta tipo pantalón

Resistencia de uniones termoselladas

La determinación de la resistencia de uniones termoselladas de uniones de materiales de embalaje flexibles se realizan de acuerdo con la norma DIN 55529, entre otras. El ensayo consiste de un ensayo de tracción en tiras de 15 mm de ancho con un ángulo de tracción de 180°. La unión tiene que tener una resistencia determinada de acuerdo al material de embalaje empleado.
Resistencia de uniones termoselladas en láminas de plástico
Unión termosellada

Ensayos de pelado a 90º y 180º 

Este ensayo sirve para el control de las propiedades de pegamento, tales como la resistencia a la adhesión y separación. Existen muchos ensayos normalizados de pelado y de separación con el mismo principio de ensayo. Algunos ejemplos: EN 1939, EN 1719, DIN 30646, DIN 55475, DIN 55477, FINAT método n.º 2.

La razón por la que existen tantas normas es que los más diversos materiales de soporte y pegamentos se ajustan a las aplicaciones más diversas. Para poder comparar la capacidad de pegado de los diferentes materiales entre sí, se emplean placas de ensayo de cristal o acero inoxidable de superficies normalizadas.

Durante el ensayo, se determina la fuerza de pegado o de adhesión necesaria para despegar una cinta adhesiva de forma continua de una placa de cristal o de acero inoxidable. Para ello, se aplica la fuerza en relación con el ancho de la cinta.

En muchos casos resulta importante la fuerza de adhesión inicial: la adhesión a una superficie que resulta en la inmediata medición de una fuerza de pelado. La adhesión sobre un material portante se produce por contacto o bien por contacto mínimo sin ejercer fuerza alguna.  

Ensayo de pelado de 90° para medición de la resistencia al pelado
Ensayo de pelado en cintas aislantes adhesivas - Dispositivo en cintas adhesivas
Dispositivo de pelado 90° para medición de la resistencia al pelado en cinta adhesiva

Ensayo Tack de adhesión de cintas adhesivas 

Determinación de la adherencia inicial de etiquetas adhesivas en el ensayo de loop tack según el método Finat FTM 9

Se denomina Tack a la adhesión inmediata o la adhesión inicial, que se define como la fuerza necesaria para tirar de un lazo de cinta adhesiva inmediatamente después del contacto de una superficie normalizada.

Se sujeta una tira de ensayo encolada formando un lazo con la cara adhesiva hacia fuera. La máquina de ensayos coloca el lazo sobre la placa de ensayo y, cuando llega a una superficie de contacto definida, lo retira. Este ensayo se describe en la norma FINAT método n.º 9.

Apertura de tapones / Ensayo de torsión

Para la apertura de tapones se emplea un accionamiento de torsión en combinación con un eje lineal. En este ensayo, se pueden verificar momentos de apriete y aflojado, así como la suavidad del tapón mientras se observa el paso de rosca. Todo ello, se lleva a cabo a través del programa de ensayos master de testXpert II.  

Los accionamientos de torsión de Zwick pueden llevar a cabo análisis uniaxiales o multiaxiales, a saber, combinar un ensayo de tracción o compresión con torsión. De este modo, se pueden ensayar, p. ej. envases con precinto de seguridad que requieren compresión y giro para su apertura.

Ensayo de torsión - Dispositivo de ensayo para apertura de tapones
Máquina de ensayos de materiales zwickiLine con accionamiento de torsión - Apertura de tapones

Dispositivos de ensayos a medida del cliente

En base a los requerimientos específicos de nuestros clientes, desarrollamos y producimos una gran diversidad de útiles y dispositivos de ensayos a corto plazo, diseñados de forma óptima para su material de embalaje y ensayo.

Por ejemplo, dispositivos de ensayos para la determinación de la fuerza de expulsión en blísteres, dispositivos de sujeción para envoltorios de formas y dimensiones especiales o útiles de ensayo para la determinación de las fuerzas de extracción de tapones de corcho en botellas de vino, como muestra la imagen contigua.

Dispositivo de pelado de rodillo
Ensayo de expulsión en blísteres

Ensayos de materiales

Los ensayos de materiales básicos, tales como el plástico, el papel y el metal, se llevan a cabo, generalmente, según las normas vigentes. He aquí algunos ejemplos:

  • Ensayo de tracción en láminas para la determinación del comportamiento tensión-deformación
  • Determinación del coeficiente de fricción (COF)
  • Ensayo de penetración en materiales de embalaje elásticos para la determinación de la resistencia a la penetración
  • Ensayo de flexión de 4 puntos para el ensayo de cartón corrugado de una o varias capas 

Encontrará información detallada específica sobre los ensayos de materiales en las páginas de los diferentes sectores del plástico, metal, papel o textil.

Vídeo

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Propiedades de fricción de paquetes de espaguetis

Máquina de ensayos de materiales ZwickiLine, determinación de las propiedades de fricción, sector alimentación

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