En la conferencia AMI - Plastic Closures Innovations, SACMI present¨® el an¨¢lisis comparativo y el nuevo prototipo de un tap¨®n para agua, de PET de 29 mm fabricado y probado en una l¨ªnea piloto.
¿Es posible fabricar tapones de PET para bebidas con la tecnolog¨ªa actual? ¿Conviene sustituirlo por HDPE (poliolefinas)? ¿Y bajo qu¨¦ condiciones? ¿Ofrece prestaciones y funcionalidades equivalentes? Y, lo m¨¢s importante. ¿Podr¨ªa ser esto una ventaja real desde el punto de vista de la sostenibilidad econ¨®mica (TCO) y medioambiental?
SACMI respondi¨® a todas estas preguntas el pasado 20 de mayo durante la conferencia AMI - Plastic Closures Innovation, celebrada en M¨¢laga (Espa?a), con la ponencia: «A new era in PET design? SACMI’s perspective on PET beverage caps».

SACMI present¨® en M¨¢laga su nuevo tap¨®n de 29 mm fabricado en PET, dise?ado espec¨ªficamente para agua. La elecci¨®n del formato no es casual: se trata del cuello m¨¢s utilizado a nivel mundial para este tipo de bebida.
El tap¨®n incorpora aletas segmentadas y articuladas en la base del anillo de seguridad, lo que facilita su aplicaci¨®n; una rosca segmentada que simplifica tanto el moldeado como la apertura, reduciendo el par de desenroscado; y un obturador en forma ojival que garantiza la estanqueidad.
El tap¨®n, fabricado en una prensa CCM con un tiempo de ciclo de 2,7 segundos, es perfectamente transparente y, a temperatura ambiente, ofrece prestaciones comparables a las de un tap¨®n de HDPE. Las fases posteriores del proceso, como el corte y el plegado, tambi¨¦n presentan buena estabilidad y repetibilidad en las pruebas experimentales.

El tap¨®n es mucho m¨¢s que una simple pieza del envase; es el primer contacto que tiene el consumidor con el producto. De ¨¦l depende el cierre perfecto que garantiza la seguridad y la frescura del producto.
Gracias a sus propiedades qu¨ªmico-f¨ªsicas, las poliolefinas siguen siendo el material ideal para este tipo de cierres. Hoy en d¨ªa, todos los tapones de bebidas se fabrican con poliolefinas, especialmente con HDPE, una soluci¨®n eficaz tanto desde el punto de vista econ¨®mico como medioambiental. En las ¨²ltimas dos d¨¦cadas, los principales factores impulsores han sido la reducci¨®n del uso de resina virgen (con m¨¢s de un 50 % menos de peso entre tap¨®n y cuello) y un menor consumo energ¨¦tico.

M¨¢s recientemente, en algunos mercados ha comenzado a implantarse la cadena de reciclaje cap2caps.
En cuanto al reciclaje, separar el HDPE, con el que se fabrica el tap¨®n, del PET de la botella es un proceso sencillo y econ¨®mico: al triturar el envase, el HDPE flota y se separa f¨¢cilmente del PET, lo que permite recuperar y reutilizar ambos componentes.

En la producci¨®n, hay que tener en cuenta que el PET puede necesitar un tiempo de ciclo hasta un 70 % m¨¢s largo que el moldeado de HDPE y que, en las mismas condiciones, el peso del tap¨®n hecho en PET suele ser mayor que el de uno fabricado en poliolefinas.
Entonces, ¿por qu¨¦ apostar por el PET? Porque permite crear un envase monomaterial, aumentando significativamente el rendimiento del PET en el reciclaje. Adem¨¢s, el tap¨®n de PET es transparente, lo que aporta un acabado est¨¦tico atractivo.

Un an¨¢lisis detallado de las caracter¨ªsticas de ambos materiales permite identificar la «ventana de proceso», sus diferencias clave y c¨®mo afectan a los costes.

• El PET tiene una densidad aproximadamente un 40 % superior a la del HDPE;
• La temperatura de proceso del PET es mucho m¨¢s alta (>270 °C) frente a la del HDPE (<200 °C);
• El PET cristaliza mucho m¨¢s lentamente con respecto al HDPE y su temperatura de transici¨®n v¨ªtrea est¨¢ muy cerca de la temperatura de trabajo del tap¨®n.

La mayor temperatura de fusi¨®n del PET frente al HDPE implica un mayor consumo energ¨¦tico, tanto para fundir el material como para enfriarlo hasta una temperatura adecuada para su extracci¨®n del molde.
La producci¨®n de tapones de PET requiere un tiempo de ciclo hasta un 70 % m¨¢s largo que en el caso del HDPE, debido a las temperaturas m¨¢s elevadas, la lenta cristalizaci¨®n y la baja difusividad t¨¦rmica del PET.
Adem¨¢s, se necesitan moldes espec¨ªficos, ya que sus propiedades (como la contracci¨®n o el m¨®dulo el¨¢stico) difieren notablemente de las del HDPE.

Las prestaciones del tap¨®n de PET es comparable al del HDPE, con dos aspectos a tener en cuenta:

• El PET es muy sensible a las altas temperaturas, algo clave a considerar en la log¨ªstica y el almacenamiento del producto final;
• El tap¨®n de PET pesa alrededor de un 20 % m¨¢s que su equivalente de HDPE para ofrecer las mismas prestaciones. Aunque el PET tiene una resistencia «te¨®rica» superior, su alta absorci¨®n de humedad puede reducir sus propiedades mec¨¢nicas hasta en un 60 %, seg¨²n mediciones realizadas. Reducir el grosor de la pared (unos 0,4 mm en las c¨¢psulas de HDPE) se enfrenta a limitaciones tecnol¨®gicas durante el moldeo, como las tolerancias mec¨¢nicas o la cristalizaci¨®n inducida por la tensi¨®n, etc.

El estudio y el dise?o del nuevo tap¨®n de PET cumplen las normas internacionales en cuanto a prestaciones exigidas al tap¨®n. Adem¨¢s, el proceso desarrollado por SACMI evita el uso de aditivos y colorantes que podr¨ªan dificultar el reciclaje posterior: el PET empleado es, por tanto, PET est¨¢ndar o rPET para botellas.
En cuanto a las tecnolog¨ªas de producci¨®n y aplicaci¨®n, SACMI decidi¨® no incorporar equipos especiales de taponado, realizando las pruebas de producci¨®n con su propia gama de prensas de moldeo por compresi¨®n continua CCM (Continuous Compression Moulding). Tambi¨¦n se ha optado por el corte y plegado en l¨ªnea, junto con un riguroso control de calidad.
Todo el proceso se prob¨® en una l¨ªnea piloto que incluye unidad de humidificaci¨®n, extrusora, unidad de moldeo por compresi¨®n adaptada, l¨ªnea de corte y plegado, y control de calidad con sistemas CVS.

Tiempos de ciclo reducidos, alta cavitaci¨®n: esas son las claves del mercado a las que SACMI ha respondido con la nueva prensa CCM64MD. Con unas prestaciones excepcionales, esta m¨¢quina puede producir hasta 2850 tapones por minuto (171 000 por hora) en HDPE, utilizando solo 64 moldes y un tiempo de ciclo de apenas 1,35 segundos. Adem¨¢s, reduce el volumen ocupado en un 50 % y el consumo espec¨ªfico en un 15 % respecto a la generaci¨®n anterior, alcanzando solo 0,43 kWh por kilogramo de HDPE procesado.
En este contexto, una posible transici¨®n del HDPE al PET en el mercado deber¨ªa tener en cuenta varios aspectos: un rendimiento comparable (prestando especial atenci¨®n a las temperaturas de almacenamiento, transporte, etc.), un coste total de propiedad (TCO) m¨¢s elevado y un an¨¢lisis del ciclo de vida (LCA) que debe realizarse caso por caso en funci¨®n de las condiciones medioambientales y de producci¨®n, etc. El Laboratorio SACMI est¨¢ a disposici¨®n de los clientes para la realizaci¨®n de prototipos personalizados para los primeros usuarios que decidan adoptar esta tecnolog¨ªa.