Empaquetado

Empaquetado, tecnología para guardar, proteger y preservar los productos durante su distribución, almacenaje y manipulación, a la vez que sirve como identificación y promoción del producto e información para su uso.

Alrededor del 60% de los empaquetados se destinan a bebidas y alimentos, pero también son esenciales para cosméticos, productos del hogar, productos eléctricos, medicinas, artículos para la salud, productos químicos para el campo, semillas, piensos y bienes industriales de todo tipo, como repuestos para motores o software y hardware para ordenadores o computadoras.

El empaquetado debe mantener las condiciones de su contenido. En el caso de los alimentos, ha de extraerse el aire para evitar que su deterioro los haga no aptos para el consumo hasta la fecha de caducidad marcada en el envase. Este último tiene que prevenir el derrame de su contenido, en especial en el caso de productos químicos venenosos o corrosivos. También debe identificar su contenido y composición con etiquetas y dibujos explicativos, incluyendo instrucciones de uso y advertencias sobre su peligrosidad cuando sea preciso. Esto último es esencial en el caso de fármacos y productos químicos, ya sean de uso doméstico o industrial.

El empaquetado suele ser parte de la planificación de un sistema global de distribución. Así, el tamaño del envase exterior debe tener un diseño específico para optimizar el espacio en los pallets y contenedores. Los envases también han de cumplir la función de disuadir a ciertas personas, como los clientes que intenten probar el producto. Para averiguar si el producto ha sido abierto antes se emplean lengüetas de cierre, tiras alrededor de los tapones y ‘topes’ en la cubierta de las latas que saltan al romperse el vacío.

En los envases de medicinas y de productos químicos se pueden utilizar tapones y cerraduras diseñadas para impedir que sean manipulados por los niños. También pueden diseñarse envases especiales para las personas mayores o discapacitadas.

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MATERIALES DE EMPAQUETADO

Los materiales básicos de los envases son papel, cartón, plástico, aluminio, acero, vidrio, madera, celulosa regenerada, tejidos y combinaciones como los laminados. Los tipos de envase incluyen cajas de cartón, cajones, paquetes, bolsas, bandejas, ampollas, envases forrados, botellas, jarras, latas, tubos, envases de aerosoles, tambores, embalajes y contenedores pesados. Entre los métodos de apertura de envases se incluyen tapones, cerraduras, corchos, anillas y precintos. Tanto las etiquetas como los precintos y el mismo envase se emplean como soporte para la identificación del contenido e información comercial.

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MÉTODOS DE EMPAQUETADO

Los seres humanos siempre protegieron los alimentos y la bebida en envases como pieles, hojas y calabazas, y más tarde canastas, utensilios de loza y, ya en el año 1500 a.C., envases de vidrio. Se ha descubierto un envase etiquetado con el nombre del fabricante, procedente de la antigua Roma, conteniendo un ungüento.

El inicio de la industria moderna del empaquetado está ligado a los métodos de preservación de alimentos. Al principio se usaba la salazón y el ahumado, pero en 1795, consciente de que “los ejércitos avanzan con el estómago”, Napoleón ofreció una recompensa a quien inventara un método de conservación. Fue un pastelero, Nicholas Appert, quien ganó el premio por inventar las botellas herméticas de cristal. Más tarde utilizó envases de hojalata.

Esto fue el comienzo del enlatado, que otros desarrollaron después (véase Envasado). En Inglaterra, John Hall y Bryan Donkin fabricaron envases sumergiendo placas de hierro en estaño para hacerlas inoxidables, y soldándolas para formar botes conocidos como ‘latas’, muy pesadas, siendo necesario un martillo y un punzón para abrirlas. En el último siglo las latas se han hecho más ligeras y se ha inventado el abrelatas, y posteriormente se han desarrollado los sistemas de apertura con anillas extraíbles o unidas al envase para bebidas enlatadas.

La refrigeración y la cocina con microondas han tenido una influencia notable en los empaquetados. Se han desarrollado envases de cartón con barnices que evitan que el producto se pegue cuando se congela, así como envoltorios que resisten su introducción en hornos convencionales y de microondas para satisfacer los hábitos alimenticios modernos. Los plásticos han desempeñado un papel importante. Las películas de plástico sirven de aislamiento del aire; los envases de plástico pueden adoptar una infinidad de formas, y las fibras de plástico se pueden tejer de modo especial para dar consistencia y seguridad a los pesados sacos para fertilizantes.

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EMPAQUETADO Y MEDIO AMBIENTE

Con la aparición de los supermercados, el empaquetado se ha desarrollado para permitir el autoservicio de los clientes. Una vez que ha cumplido su función de proteger su contenido, de la fábrica al hogar, los envases se desechan como basura doméstica. Esta basura supone el 4 o 5% del total de los desechos del mundo occidental. Ello está provocando una concienciación considerable sobre el medio ambiente. La Unión Europea y otros países han introducido legislaciones para tratar de reducir el desecho de envases y promover los materiales reciclados. Los envases usados pueden recogerse y reciclarse en nuevas botellas, papel, películas y latas. En sistemas de circuito cerrado pueden lavarse y reutilizarse. Dependiendo de la naturaleza de los materiales, los desechos se pueden incinerar, aprovechándose el calor generado, y pueden servir de abono o para el relleno de tierras. La mejor solución para el medio ambiente depende del tipo de envases, sus contenidos y las características de la zona de su vertido. Por ejemplo, transportar una botella retornable a una gran distancia, supondría un consumo excesivo de combustible, en comparación con los materiales y energía que se pueden ahorrar. En estos casos se utiliza el ‘análisis de ciclo vital’. Véase Eliminación de residuos sólidos.

Las consideraciones medioambientales son responsables de la tendencia a fabricar empaquetados lo más ligeros posible sin reducir sus cualidades conservantes. El nuevo camino a seguir son los envases rígidos para líquidos (por ejemplo, líquidos de limpieza) y algunos sólidos (como los cereales), las botellas de paredes finas, las latas ligeras y los envases de vidrio poco pesados.

Material compuesto

Material compuesto, sustancia obtenida por la combinación de dos o más materiales diferentes. Un material compuesto puede presentar propiedades mecánicas y físicas especiales, ya que combina las mejores propiedades de sus componentes y suprime sus defectos. Por ejemplo, el plástico reforzado con fibra de vidrio combina la alta resistencia de las delgadas fibras de vidrio con la ductilidad y la resistencia química del plástico; sin embargo, la fragilidad que presentan las fibras de vidrio aisladas no se manifiesta en el material compuesto. La oportunidad para desarrollar productos para la industria del motor y la ingeniería aeroespacial, así como otros usos recreativos, han mantenido el interés en este tipo de materiales. Pero los materiales compuestos también se utilizan en muchas otras aplicaciones, como en las obras públicas para construir puentes o reforzar pilares, y en productos biomédicos, como las de prótesis.

Los materiales compuestos suelen elaborarse con fibras sintéticas integradas en una matriz, material que las rodea y las fija. El tipo de material compuesto más utilizado es el compuesto de matriz polímera que consiste en fibras de un material cerámico, como el carbono o el vidrio, insertadas en una matriz plástica. Por lo general, las fibras ocupan alrededor del 60% del volumen en los compuestos de este tipo. También se utilizan matrices metálicas y cerámicas para sustituir a la matriz plástica; así se obtienen materiales más específicos, llamados compuestos de matriz metálica y compuestos de matriz cerámica respectivamente.

El componente fibroso de refuerzo de estos materiales puede consistir en fibras continuas o en segmentos cortos. Si se utilizan fibras cortas, éstas deben ser de mayor diámetro. Se suelen utilizar fibras largas continuas para elaborar materiales destinados a estructuras de alto rendimiento. La resistencia específica (relación entre resistencia y densidad) y la rigidez específica (relación entre elasticidad y densidad) de los compuestos de matriz polímera de fibras de carbono continuas, por ejemplo, pueden ser muy superiores a las de muchas aleaciones metálicas convencionales. Los compuestos también pueden tener otras propiedades, como alta conductividad térmica o eléctrica o un bajo coeficiente de dilatación. Además, de acuerdo a la orientación de las fibras o la forma en que estén entretejidas en la matriz, pueden fabricarse con propiedades estructurales específicas para usos concretos.

A pesar de presentar ventajas considerables sobre los materiales convencionales, estos materiales tienen algunos inconvenientes. Por ejemplo, los materiales compuestos de matriz polímera y otros tienden a ser muy anisotrópicos, es decir, su resistencia, rigidez y otras propiedades físicas son diferentes de acuerdo a la orientación del material. Por ejemplo, si se fabrica un material compuesto de matriz polímera de manera que queden paralelas todas las fibras, el material será muy rígido en paralelo a las fibras, pero muy poco en perpendicular a ellas. Estas propiedades anisotrópicas constituyen un reto importante para el diseñador que utilice estos materiales en estructuras que apliquen fuerzas multidireccionales a sus componentes. También es complicada la elaboración de uniones resistentes entre piezas de material compuesto.

La utilización generalizada de materiales compuestos no es posible aún debido a su elevado coste de fabricación. En la actualidad el proceso de producción de estos materiales es un proceso muy laborioso. Sin embargo, a medida que se desarrollen y mejoren estas técnicas, será posible producir grandes volúmenes de materiales compuestos con menor coste, lo que ampliará la utilización de estos materiales en muchos otros campos.

Asfalto

Asfalto, sustancia negra, pegajosa, sólida o semisólida según la temperatura ambiente; a la temperatura de ebullición del agua tiene consistencia pastosa, por lo que se extiende con facilidad. Se utiliza para revestir carreteras, impermeabilizar estructuras, como depósitos, techos o tejados, y en la fabricación de baldosas, pisos y tejas. No se debe confundir con el alquitrán, que es también una sustancia negra, pero derivada del carbón, la madera y otras sustancias.

El asfalto se encuentra en depósitos naturales, pero casi todo el que se utiliza hoy es artificial, derivado del petróleo. Para pavimentar se emplean asfaltos de destilación, hechos con los hidrocarburos no volátiles que permanecen después de refinar el petróleo para obtener gasolina y otros productos. En la fabricación de materiales para tejados y productos similares se utilizan los asfaltos soplados, que se obtienen de los residuos del petróleo a temperaturas entre 204 y 316 °C. Una pequeña cantidad de asfalto se craquea a temperaturas alrededor de los 500 °C para fabricar materiales aislantes.

El asfalto natural se utilizaba mucho en la antigüedad. En Babilonia se empleaba como material de construcción. En el Antiguo Testamento —en los libros del Génesis y el Éxodo— hay muchas referencias a sus propiedades impermeabilizadoras como material para calafatear barcos (véase Betún). Los depósitos naturales de asfalto suelen formarse en pozos o lagos a partir de residuos de petróleo que rezuman hacia la superficie a través de fisuras en la tierra. Entre ellos destacan el lago Asfaltites o mar Muerto, en Palestina; los pozos de alquitrán de La Brea, en Los Ángeles, en los cuales se han encontrado fósiles de flora y fauna prehistóricas; el lago de la Brea, en la isla de Trinidad, y el lago Bermúdez, en Venezuela. También se aprovechan los depósitos de rocas asfálticas o rocas impregnadas de asfalto. Otro tipo de asfalto de importancia comercial es la gilsonita, que se encuentra en la cuenca del río Uinta, al suroeste de Estados Unidos, y se utiliza en la fabricación de pinturas y lacas.

Betún

Betún, cualquiera de las diversas mezclas naturales de hidrocarburos con sus derivados no metálicos. El petróleo sin procesar, el asfalto y el alquitrán son betunes, tienen un color castaño oscuro o negro característico y contienen poco nitrógeno, oxígeno o azufre. En el aspecto comercial la palabra betún se refiere sobre todo a los hidrocarburos en estado sólido o semisólido, pero en un sentido más amplio se refiere a todos los hidrocarburos naturales, que pueden encontrarse también en estado líquido o gaseoso. El betún, repartido por muchos lugares del mundo, se encuentra en todos los estratos formados desde el precámbrico hasta el cuaternario. En la antigüedad el betún era el nombre romano de un asfalto usado como cemento y argamasa.

El Mortero en construcción

Mortero (construcción), mezcla de cal o cemento con arena y agua que se utiliza para unir ladrillos o piedras y para enlucir paredes. Los morteros de cal están compuestos de arena, agua y cal apagada (Ca(OH)₂), sustancia sólida de color blanco que se obtiene de la reacción de la cal con agua. Suele utilizarse una medida de cal apagada para tres o cuatro medidas de arena, y se añade agua hasta hacer una masa. Ésta se endurece en contacto con el aire porque absorbe dióxido de carbono, pero bajo el agua no se endurece y no es tan resistente como el mortero de cemento. El mejor tipo de mortero de cemento es una mezcla de cemento Portland, arena, agua y una pequeña cantidad de cal.

Aglomerado

Aglomerado, material compacto compuesto por partículas ligadas mediante una sustancia aglomerante. Los aglomerados también se conocen como conglomerados. Aunque existen numerosos tipos, dependiendo de las sustancias que intervengan, entre los más generalizados destacan los de virutas de madera o corcho, ciertos plásticos y los aglomerados pétreos.

Los aglomerantes, por sí solos o con la colaboración del agua, se adhieren a los cuerpos sólidos y constituyen la masa del aglomerado. Pueden endurecerse por secado, como la arcilla, el yeso o la cal aérea, o por fraguado (en contacto con el agua), como el cemento y la cal hidráulica. Entre los aglomerados pétreos destacan los morteros, compuestos por cal o cemento, arena y agua, y los hormigones, que incluyen la grava y requieren de un aglomerante hidráulico. En la construcción también se emplean diversos aglomerados a base de betún o asfalto, especialmente como impermeabilizantes y para la pavimentación de obras públicas.

Los aglomerados de virutas de madera o corcho son habituales en la fabricación de muebles, tableros y en distintos tipos de revestimientos, como el linóleo. Suelen estar ligados por colas o resinas (naturales o sintéticas). La resina de poliéster, además, se emplea en la fabricación de aglomerados plásticos, como la fibra de vidrio o la de carbono. Estos productos reciben el nombre de composites cuando el material aglomerado se moldea previamente para mejorar sus cualidades.

Cal

Cal, sustancia sólida cáustica, blanca cuando es pura, que se obtiene calcinando caliza y otras formas de carbonato de calcio. La cal pura, llamada también cal viva o cal cáustica, está compuesta por óxido de calcio (CaO), aunque normalmente los preparados comerciales contienen impurezas, como óxidos de aluminio, hierro, silicio y magnesio. Al tratarla con agua se desprenden grandes cantidades de calor y se forma el hidróxido de calcio, que se vende comercialmente como un polvo blanco denominado cal apagada o cal muerta. La cal se utiliza para preparar cemento y argamasa, y para neutralizar los suelos ácidos en agricultura. También se emplea para fabricar papel y vidrio, para lavar la ropa blanca, para curtir las pieles o el cuero, en el refinado de azúcar y para ablandar el agua.

El agua de cal, que es una disolución alcalina de cal apagada en agua, se utiliza principalmente en medicina como antiácido, como neutralizador de un ácido venenoso o para el tratamiento de las quemaduras.