Sellado por ultrasonido: la habilitación de la sostenibilidad

La demanda de monomateriales y materiales compuestos de papel para empaquetado es cada vez mayor, y en el laboratorio de ultrasonido de Herrmann Ultrasonidos hemos tenido un aumento en el número de consultas sobre materiales reciclables novedosos. Muchas de las principales empresas de la industria alimentaria se han fijado metas de sostenibilidad elevadas y están probando nuevos materiales. Además de eso, el sellado por ultrasonido de materiales compuestos de cartón con y sin barrera de aluminio ya es un proceso consolidado. Los bioplásticos, como el ácido poliláctico (PLA, por sus siglas en inglés), también exhiben buenas propiedades de sellado por ultrasonido que ya se están aprovechando en la fabricación de cápsulas de café.

Un buen punto de partida para promover la economía circular genuina y elevar la tasa de reciclaje son los empaques de monomateriales. Esto significa, por ejemplo, que las láminas que los conforman ya no se elaboran con capas de diferentes plásticos, sino con una o más capas de un solo material. Esto, a su vez, repercute en los procesos convencionales como, por ejemplo, la soldadura por inducción y la unión por contacto térmico. La soldadura por inducción no funciona sin aluminio, y los procesos de unión por contacto térmico suelen tener muchas limitaciones con los materiales compuestos de papel debido a su efecto aislante.

La tendencia actual hacia el empaquetado con monomateriales se beneficia mucho de las ventajas del sellado por ultrasonido. Los ultrasonidos solo generan energía térmica dentro del área de sellado. La capa de soporte no se funde, aunque esté hecha del mismo material. Esto significa que la cantidad de energía que se introduce puede definirse con mucha precisión, lo cual representa una gran ventaja al trabajar con monomateriales que suelen tener ventanas de proceso más reducidas.

Pueden mantenerse límites de proceso más estrechos

Robert Hueber, director de la división PACKAGING de Herrmann Ultrasonidos, comenta: “La tecnología de ultrasonidos ofrece buenos resultados de sellado incluso con límites de proceso estrechos, en particular con respecto a la hermeticidad y al aspecto visual del producto. La expansión térmica se reduce al mínimo. Los procesos de termosellado pueden presentar la desventaja de la entrada excesiva de calor, particularmente en la soldadura a velocidad alta de películas continuas de monomateriales. Eso puede ocasionar la elongación incontrolada de la banda de película y, en consecuencia, afectar al proceso”. 

Además, los monomateriales son más susceptibles a la contracción de la película, pues las capas de soporte son menos estables desde el punto de vista mecánico y térmico. La apariencia de la unión de sellado puede verse afectada y también es posible que se presenten problemas de adhesión. El sellado por ultrasonido permite contrarrestar este problema gracias al uso de herramientas frías. Esto tiene otros efectos positivos, pues reduce los tiempos de inactividad y también elimina la necesidad de usar materiales consumibles como, por ejemplo, las cintas termorresistentes de teflón. Los ultrasonidos solo necesitan energía durante el tiempo de sellado, por lo que no se requiere ningún otro consumo en estado de espera como en el caso de otros procesos de termosellado. Las herramientas quedan listas para su uso inmediato sin tener que calentarlas, y eso también ayuda a reducir el impacto sobre el medioambiente.

Es bueno saber que la principal diferencia que caracteriza al sellado por ultrasonido es que el calor solo se genera en el interior del sello

El sellado por ultrasonido se ha convertido en una alternativa real al termosellado para varias aplicaciones como, por ejemplo, el alimento húmedo con alto contenido proteínico o las bebidas azucaradas en sobres, así como las ensaladas y los productos en polvo. Lo que lo distingue del sellado convencional mediante mordazas térmicas es la forma en que se genera el calor. Mientras que en el caso de las mordazas de termosellado el calor proviene del exterior y por lo tanto también calienta la capa de soporte y puede afectarla, en el sellado por ultrasonido el calor se genera mediante oscilaciones de ultrasonido dentro de la capa de sellado. Eso permite que las capas de sellado se unan una con otra a nivel molecular antes de que se produzca la conducción indeseable de calor por todo el material de empaquetado. En consecuencia, el envase puede cerrarse con mucha mayor delicadeza conforme al tipo de envase y al material de relleno. También se reduce al mínimo el riesgo de contracción y fugas.