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Policloruro de Vinilo (PVC)

Por alguna extraña razón,

el amado y odiado PVC tuvo que ser descubierto varias veces

para dejar de ser un poco más valioso que la basura…

 Policloruro de Vinilo (PVC), qué paradoja tenemos con este centenario polímero !!  Que uno de los polímeros para empaques menos estable sea uno de los de mayor utilidad para la humanidad, su fortaleza, que es la de poder modificar sus propiedades según la aplicación gracias a estabilizantes y aditivos, es a la vez su principal cuestionamiento en el mundo del empaque para bebidas y alimentos, por el potencial riesgo de contaminarlos, y adicionalmente siempre se encuentra en el “ojo del huracán” por los grupos ambientalistas. Pero también hay un hecho: es el material más compatible para almacenar nuestra sangre!!!!

 

Giessen, Alemania 1835,  Justus Von Liebig descubre el monómero del cloruro de vinilo y asigna a un estudiante francés que se encontraba de paso por su laboratorio,  Henri Victor Regnault, la confirmación de la reacción, como Justus no le veía el potencial al descubrimiento le permitió al joven estudiante el crédito del descubrimiento.

Regnault produjo en 1838 el cloruro de vinilo cuando trataba dicloroetano con una solución alcohólica de hidróxido de potasio. También descubrió, accidentalmente, el poli(cloruro de vinilo), por medio de la exposición directa del monómero a la luz del día. Sin embargo, no advirtió la importancia de sus descubrimientos, ni comprendió que el polvo blanco contenido en el vaso de precipitados de vidrio, era el polímero del líquido obtenido al comienzo.

Pasaron 34  años (1872) para que Eugene Baumann en Alemania hiciera el mismo descubrimiento que Regnault; estudió la reacción de varios haluros de vinilo y acetileno en un tubo sellado los cuales expuso a la luz solar, y al polimerizar originaron un producto blanco que no era afectado por los solventes ni por los ácidos.

El material de partida para la producción del PVC es cloruro de vinilo (VC), un hidrocarburo clorado gaseoso, que surge de la reacción de acetileno con cloruro de hidrógeno ( ácido clorhídrico ). A finales del siglo XIX ambas materias primas se producían en masa; el acetileno se producía porque era la principal fuente de iluminación para las famosas lámparas de acetileno; y el cloruro de hidrógeno, también era abundante porque se obtiene como exceso de la industria química del cloro. Pero a partir de 1882 cuando Thomas Alva  Edison instala el primer sistema eléctrico para la iluminación incandescente en los Estados Unidos y la industria química comienza a generar altos niveles de contaminación; la producción de acetileno debe buscar otras aplicaciones y los desechos del cloro deben ser orientados a otros productos.

Nuevamente en Alemania pero en 1913 aparece otro nombre en la historia de PVC, el inventor alemán  Fritz Klatte, que en muchos casos se toma como el nacimiento oficial del Policloruro de Vinilo debido a su patente de un método para la polimerización del PVC con luz solar, aunque su investigación en la Chemische Fabrik Griesheim-Elektron (en 1951 se transformó en la Hoechst AG) estaba orientada a la obtención de un método de almacenamiento del gas cloro por los problemas de contaminación que originaba la producción de Soda Cáustica en 1890.

Pero igual a sus antecesores, Klatte no tenía aplicaciones para este naciente nuevo producto; la investigación de Fritz Klatte fue muy anticipada a las grandes aplicaciones del PVC;  por esa razón su patente no fue utilizada y expira en 1925 sin que nadie haya hecho uso de ella. El PVC no logró salir del laboratorio porque Europa estaba sumida en la primera Guerra Mundial.

La cuarta persona que aparece en nuestra lista de benefactores, es Waldo Lonsbury Semon, al igual que sus antecesores, fue catedrático del área de química pero en el nuevo continente.

Waldo, oriundo de Alabama, luego de obtener su doctorado en la Universidad de Washington en Seattle, se siente atraído por la empresa BFGoodrich e ingresa en 1926; la BFGoodrich bien conocida por la fabricación de neumáticos estaba realizando investigaciones para sustituir el caucho natural por sintético,  y le asigna a Waldo un proyecto para hallar nuevos recubrimientos de caucho sintético sobre metales. Luego de agotar todas las opciones de caucho sintético conocidos, comienza a experimentar con los polímeros orgánicos sintéticos, incluyendo cloruro de polivinilo o PVC, un material considerado “un poco más valioso que la basura”.

waldo lab

El primer objetivo de Waldo con el PVC es disolverlo, para lo cual lo calienta en un disolvente con un punto de ebullición alto; el resultado fue una gelatina con propiedades elásticas después del enfriamiento, pero no tenía propiedad adhesiva, por lo que debía ser descartada, pero la intuición le indica a Waldo que debía continuar experimentando con el PVC aunque se desviaría del objetivo de su investigación.

Waldo siguió experimentando con el PVC elástico, casi de forma secreta porque la BFGoodrich  después de la caída de la bolsa de 1929  tenía fuertes restricciones de presupuesto y quería enfocarse únicamente en neumáticos.

Nuevamente la persistencia es premiada y luego de varios accidentes en su laboratorio, Waldo logra en una primera etapa  transformar el gel maleable en una tela o cortina con buenas propiedades mecánicas, no conductor de calor y resistente al agua; y por fin se le consiguió una aplicación:  paraguas, abrigos impermeables y cortinas de baño!.  Su segundo gran avance que llegó fue moldearlo en cualquier forma que lo requiere como suelas de zapatos, mangos de herramientas, cables y muchos otros artículos. A nivel del público se conoció este material como Vinyl oVinilo (si el mismo de los antiguos discos)  y la empresa BFGoodrich lo comercializó como “Geon”  y “Koroseal”.

Waldo Semon patentó el proceso en 1933  (es una de las 116 patentes en Estados Unidos que llevan su nombre); Semon nunca descansó en los laureles de su laboratorio; en 1934 había superado con creces su proyecto original y había inventando más de cien métodos de fijación de goma sintética sobre metal.

 Hoy en día el material que era considerado “un poco más valioso que la basura” es un material versátil y de bajo costo porque es un subproducto del petróleo (etileno) y el agua de mar (cloruro de sodio) que producen etileno diclorado, que pasa a ser luego cloruro de vinilo. Posteriormente mediante un proceso de polimerización llega a ser cloruro de polivinilo o PVC. Antes de someterlo a procesos para conformar un objeto el material se mezcla con pigmentos y aditivos como estabilizantes o plastificantes, entre otros, los cuales le otorgan muchas de las propiedades como ser flexible ó rígido.

El PVC  es el segundo polímero de mayor producción en el mundo, lo podemos encontramos en tuberías, paneles de construcción, ventanales, techos, juguetes, aislante de los cables, suelas de zapatos, pelotas de golf, tejidos impermeables, bolsas médicas para transfusión de sangre y suero y por supuesto en empaques.

Dentro del mundo del empaque, gracias a sus características de ser flexible o rígido según la necesidad, liviano, transparente, de bajo costo, fuerte, seguro, buenas propiedades de barrera al oxígeno y agua; lo podemos encontrar en casi todas las industrias del empaque:

Alimentos: en botellas rígidas, envolturas de caramelos, tapas, sellos de tapas metálicas como plastisoles; envolturas transparentes.

Medicinas: Blister para cápsulas, botellas rígidas, jeringas desechables, bolsas y mangueras para plasma.

Juguetes: Blister o empaques tipo clamshell, ventanas transparentes para cajas.

Cosméticos: botellas rígidas. Etiquetas para botellas, bandas de seguridad.

Como comentara al principio, el PVC tiene la paradoja de ser también uno de los materiales más cuestionados del punto de vista ambiental, por la molécula de cloro que contiene y la cantidad de aditivos tóxicos (como los ftalatos o los metales pesados) que pueden migrar a los alimentos que contienen.

Posiblemente el PVC tienda a desaparecer como material de empaque en las próximas décadas, y se afiance su imagen como excelente material para el área de la construcción, pero mientras haya petróleo en nuestro planeta el PVC seguirá acompañando a la humanidad.

Videos:

Fritz Klatte Hermann Staudinger y el PVC

 

Bibliografía y Webgrafía

The History of PVC: Morris Kaufman

Massachusetts Institute of Technology: http://web.mit.edu/invent/iow/semon.html

 PVC. org: http://www.pvc.org/en/p/history

Plasticker , The home of plastic.: http://plasticker.de/fachwissen/history_people_detail.php?id=9.

Plastic Europe .org: http://www.plasticseurope.org/what-is-plastic/types-of-plastics-11148/polyvinyl-chloride.aspx.

Foro Andino del PVC: http://www.foroandinopvc.org.co/creador_paginas.php?pagina_id=113

Tecnologías de los Plásticos: http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/06/pvc.html

Escuela de Ingenierías Industriales de la Universidad de Vallalodid : http://www.eis.uva.es/~macromol/curso07-08/pvc/historiadelpvc.html

Wikipedia: http://www.wikipedia.org/

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La Baquelita

La Baquelita, el material que destruía los equipos de laboratorio, pero abrió la puerta a la era de los Plásticos…

La Baquelita (o Bakelita) fue la primera sustancia plástica totalmente sintética, creada en 1907 gracias al fruto de la constancia y curiosidad de un gran científico; al igual que el Celuloide, la Baquelita busca sustituir un producto natural, que en este caso era utilizado para la naciente industria eléctrica; pero el desarrollo de la Baquelita inspiró todo un mundo de nuevos materiales que ya no solamente imitaban la naturaleza sino que en muchos casos la superaban…

Leo Hendrik Baekeland nació en Bélgica en Ghent el 14 de Noviembre de 1863, hijo de un zapatero, y madre dedicada a los servicios domésticos; el padre orientó a Leo para que desarrollara el oficio de zapatero, pero su madre se opuso y logró que asistiera a una escuela secundaria pública, donde inicio su larga dedicación por la Química. Beakeland mientras trabajaba como asistente farmacéutico, tomaba clases nocturnas de química, mecánica y fotografía.

En 1880, ingresó a la Universidad de Ghen, la misma Universidad donde 15 años antes, August Kekule, había descrito el anillo de Benceno, piedra angular de la Química Orgánica Aromática.

Leo Beakland

Sus estudios de química, sentaron las bases de sus logros futuros, tanto en compuestos fenólicos y la fotografía.

veloxEstados Unidos de América llamó la atención del joven que, en 1889, emigró a Nueva York y comenzó a trabajar como químico en una empresa de material fotográfico, bajo la tutoría del prof. Charles F. Chandler de la Universidad de Columbia. Aquí logró su primer gran invento: Velox, un nuevo tipo de papel fotográfico que permitía tomar imágenes usando luz artificial. En 1899 la patente de Velox y la fábrica fueron compradas por George Eastman por un monto que estiman entre 750 mil y 1 millón de dólares!!

Cualquier persona con semejante capital a inicios del siglo XX, se hubiera sentido realizado y comenzaría a disfrutar de la buena vida, pero Leo Baekeland a sus 36 años y entusiasta espíritu científico, prefirió comenzar una nueva etapa de investigación, y de esa forma creó su propio laboratorio.

El auge de la nueva industria eléctrica, requería de mucho material aislante para los cables, el material utilizado para tal fin era el Shellac; este material se obtenía de una resina segregada por el insecto Lac en los bosques de la India y Tailandia en Asia Oriental. Con la esperanza de sacar provecho de la escasez de esta goma-laca de origen natural, Baekeland, así como varios otros investigadores, estaban experimentando con resinas solubles. Una de las cosas que llamó su atención fue el producto resinoso formado cuando dos productos químicos reaccionan juntos como el fenol y el formaldehído.

Adolf Von Baeyer (Premio Nobel de Química de 1905) había iniciado los primeros experimentos en 1872 con la reacción Fenol-Formaldehído, la cual describió como una feroz reacción que resulta en una sustancia similar al alquitrán que parecía no ser accesibles para el análisis químico y que él llama despectivamente “grasa”. En 1891 Werner Kleeberg (alumno de Baeyer), también experimentó con la misma reacción utilizando acido clorhídrico como catalizador. El resultado fue una sustancia similar a la sustancia pegajosa de Baeyer  pero era insoluble, infusible y químicamente inerte. En 1899 Arthur Smith recibe la patente británica 16.275 por “Resina fenol-formaldehido para uso como sustituto de la ebonita en aislamientos eléctricos”, pero el producto requería de varios días para su solidificación y a lo largo de ese tiempo se deformaba.

bakelizer

A partir de 1902 y a pesar de todos los fracasos que tuvieron sus antecesores, Baekeland insistió en controlar la reacción. Su primer resultado para sustituir el Shellac fue un producto soluble de fenol-formaldehído que llamó Novolak, pero no tuvo éxito comercial. Gracias a su perseverancia y confianza en el producto, siguió investigando para obtener un producto sólido y comenzó a añadir soda cáustica (NaOH) a la reacción, así como otras bases para brindarle al producto resistencia al calor y a los solventes. Para controlar la liberación feroz del gas se le ocurrió la idea de desarrollar el “Bakelizer” un recipiente de presión a vapor que permitía ajustar la presión y temperatura para la liberación controlada del gas a presión, dando así origen a los reactores de polimerización que hoy conocemos.

Tras varios años de investigación para poder controlar el proceso, en 1907 el producto final del “Bakelizer” fue:

 Polyoxybenzylmethylenglycolanhydride;    

ahora entendemos y disculpamos el egocentrismo de Leo Baekeland  al “bautizar” a esta nueva resina sintética como: “baquelita o bakelita” y la produjo en tres formas que denomino baquelita A, B y C en función de sus características químicas y físicas.

A pesar que el objetivo inicial era obtener un material que fuera imitación de la naturaleza, la Baquelita tenía una poderosa identidad propia, era un material oscuro que a diferencia del celuloide podía ser moldeado y mecanizado en casi cualquier cosa, es resistente a los solventes y tiene buenas propiedades como aislante eléctrico.  Baekeland había transformado algo maloliente y desagradable en una sustancia maravillosa!

La baquelita se clasifica como el primer plástico termoestable, ya que una vez que ha sido calentado, moldeado y solidificado no puede volver a ablandarse; a diferencia de los polímeros termoplásticos que pueden ser fundidos y moldeados repetidas veces.

Baekeland reivindicaba sin exagerar que su producto era el material de mil usos.

Estos productos no podrían haber llegado en mejor momento debido a los enormes mercados potenciales como el del automóvil, la radio, la fotografía y la telefonía estaban comenzando a cambiar el mundo.

productos baquelita

Para comercializar la baquelita, creó en 1910 la Compañía General Bakelite en los EE.UU, de la que fue presidente hasta 1939 y dio licencias a concesionarios de otras partes del mundo.

En 1939, dicha compañía fue adquirida por Union Carbon and Carbide; como presidente de la subsidiaria británica se nombró al  ingeniero eléctrico británico James Swinburne, que casualmente en 1907 había presentado en la oficina de patentes  británica un producto de resina de fenol, la cual fue rechazada porque el día antes Baekeland patentó su producto!!.

Gracias al éxito de la baquelita Baekeland se convirtió en multimillonario y fue portada de la revista Times el 22 de diciembre de 1924. Recibió la medalla Franklin en 1940. Es autor del libro Some aspects of industrial chemistry.

time beakland

Como hemos visto, el desarrollo del primer polímero no natural obtenido en un laboratorio de química, revolucionó el mundo al dar origen un nuevo material que no se encuentra en la naturaleza y puede ser fabricado, moldeado y mecanizado a nuestro antojo, y a lo anterior debemos añadir que el mayor aporte de baquelita fue el de inspirar al desarrollo de los plásticos modernos que hoy conocemos.

El material de los mil usos no podía estar ausente en el mundo del empaque. Por la década de 1930 eran muchas las tapas de rosca hechas con baquelita; todavía hoy en día se fabrican algunas tapas con baquelita, especialmente con diseños muy elaborados utilizados en la industria de cosmética y química. Las tapas de rosca de baquelita tenían el defecto de no ser flexibles al aplicar el torque de cierre, ya que tendían a agrietarse y partirse; por esa razón hoy en día la mayoría de las tapas son de Polipropileno.

tapas baquelita

La puerta que a principios del siglo XX abrió Baekeland para la obtención de nuevos materiales hechos en laboratorios, ha modificado la forma que diseñamos nuestros productos; ya no buscamos un material que se adapte a nuestras necesidades, ahora gracias a los polímeros podemos diseñar un material cuyas propiedades se adapten a nuestras necesidades.

Videos:

L. Baekeland y la Baquelita (1907):

Cumbres de las ciencias naturales y la técnica: 

The Bakelite Breakthrough: How plastics came of age:

 

Bibliografía y Webgrafía

Bakelite museum: http://www.bakelitemuseum.de/

American Chemical Society: 

http://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/bakelite.html

http://www.acs.org/content/dam/acsorg/education/whatischemistry/landmarks/bakelite/the-bakelizer-commemorative-booklet.pdf

British plastic federation-Plastipedia:  http://www.bpf.co.uk/Plastipedia/Plastics_History/Default.aspx

Escuela de Ingenierías Industriales de la Universidad de Vallalodid:  http://www.eis.uva.es/~macromol/curso09-10/Isabel/web/uno.html

Tecnologías de los Plásticos: http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/06/baquelita.html

Plastics Historical Society: http://www.plastiquarian.com/index.php?id=62

Chemical Heritage Foundation: http://www.chemheritage.org

Wikipedia: http://www.wikipedia.org/

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Cronología de los Empaques

Si no sabes que fue primero,

el Vidrio o la Hojalata…, el Políester o el Polipropileno…;

no te preocupes aquí tienes un mapa que te va a ayudar !

La siguiente es la cronología durante los últimos 10.000 años de nuestra historia

El nacimiento de los empaques, se origina con la necesidad del hombre primitivo de almacenar, proteger y transportar sus alimentos.

Inicialmente, estos primeros empaques fueron fabricados con los materiales que el hombre primitivo tenía a mano,  y entre los que se pueden incluir: Hojas, fibras, cueros, intestinos.

Con el nacimiento de la cerámica, se crean los primeros envases rígidos, antecesores del vidrio. Poco a poco el hombre fue desarrollando nuevos materiales y aplicaciones en la búsqueda de protección y conservación para sus alimentos.

 8000 A.C.

Primeras vasijas de barro sin cocer Cestos de hierbas entrelazadas Primeros cestos tejidos

4000 A.C.

Nace la alfarería y con ella las primeras urnas y botellas de barro cocido – cerámica

3000 A.C.

cronologia 1

Se desarrolla la industria de los envases de vidrio en Fenicia y Egipt0.

cronologia 2

La historia menciona que mercaderes Fenicios llegaron a una playa en el mediterráneo, y allí hicieron una fogata, que al apagarse dejó ver unos trozos de arena fundida por lo que algún mercader observador decidió experimentar y encontró el camino del vidrio.

Se desarrollan envases de vidrio para perfumes.

1550 A.C.

Primeros productos agrícolas envueltos en hojas de palma y plátano para evitar contaminación.

1500 A.C.

Aparece el ANFORA de barro cocido como elemento de transporte y exportación de vinos, aceites, y agua. Se cubrían con “pez” en la parte interna para darles “barrera” a los líquidos contenidos.Esta “pez” era un recubrimiento obtenido por la destilación del alquitrán y que servía para impermeabilizar las ánforas, sus tapones y las embarcaciones de la época.

Estas ANFORAS tuvieron un papel muy importante en el comercio antiguo y además establecieron unidades de medidas romanas, como el CUADRANTAL que equivalía a 39 litros.

cronologia 3

Las ANFORAS podían medir desde los 30cm hasta un metro y medio de altura y diferentes volúmenes según el tamaño; pero se estandarizó en una media de 45cms de altura y un volumen de un pie cúbico, o 26,026 litros; volumen cuyo peso para agua era equivalente al TALENTO Romano (unidad monetaria).

cronologia 4

400 A.C.

Los celtas inventan el barril de madera para envasado de vinos, aprovechando nuevas técnicas desarrolladas para doblar madera para fabricar barcos.

cronologia 5

Además usaron el principio de que la madera húmeda se dilata o hincha y esto lo y usaron para fabricar un recipiente cuya hermeticidad la producía el mismo producto contenido.

Para la fabricación de barriles se usan maderas finas como el roble y el cedro que además aportan al vino o licor contenido los taninos de la madera, agregando sabor, color, y olor característicos.

Los barriles se usaron para envasar todo tipo de licores, agua, vinos, y muchos productos en salmuera, como pescados y conservas.

Los barriles se fabrican con aros de hierro donde se van colocando el fondo, y las duelas laterales ajustadas a martillo y donde finalmente se coloca la tapa. El volumen contenido era de 42 galones o 159 litros. Hoy los barriles

continúan fabricándose en madera pero también los hay en acero, y plástico.

200 A.C.

Los Chinos desarrollan el Papel a partir de hojas de morera

Se fabrican los primero toneles y barriles de madera para almacenamiento y transporte de vino, aceite de oliva y agua.

750 D.C.

La tecnología china del papel se exporta al medio oriente y de allí llega a Italia y Alemania

868 D.C.

Se desarrollan las primeras herramientas para impresión del papel, en China – Xilografía

1D.C.

Los Romanos desarrollan envases metálicos para cremas cosméticas

1200

La industria del papel se inicia en España, Francia, Inglaterra

Se inventa en Alemania el proceso de estañado del hierro con calor.

1500

Con la imprenta de Gutemberg se imprimen las primeras etiquetas de papel, nace el arte del etiquetado.

Nace la industria de sacos y costales de fique, y yute. Esto fue impulsado por el descubrimiento de América y el inicio de la Logística de embarque

1547

Los españoles inician la industria del vidrio soplado en Puebla (México)cronologia 6

1550

De esta fecha es el empaque impreso más antiguo que se conoce. Por Andreas Bernhardt en Alemania.

cronologia 7

Fotografía: fabrica de papel, Se aprecian las prensas, los moldes.

1700

Llega a Estados Unidos la tecnología de fabricación del papel. Simultáneamente a la revolución Francesa, se desarrollan envases de vidrio para champaña capaces de resistir altas presiones.

Se fabrican tapones de corcho para vino y champaña muy ajustados y que garantizan la hermeticidad el envase.

1798

Se inventa en Francia la primera maquina para fabricación de papel en banda continua. (Robert)

1800

cronologia 8Se lanza al mercado en Bristol Inglaterra la primera Agua Mineral envasada por Jacobo Schweppe con la famosa marca Schweppe’s.

Janet Keiller de Dundee Escocia, introduce la primera mermelada en envase de boca ancha.

Se envasan en metal alimentos secos.

1809

Nicolás Appert investiga la conservación de alimentos mediante el envasado, y gana 12.000 francos en el primer concurso de Diseño de envases, patrocinado por Napoleón y el Gobierno Francés, por su trabajo sobre conservación de alimentos en envases de vidrio para las fuerzas armadas. Este fue el primer concurso de diseño que se llevo a cabo en el mundo; y permitió la posibilidad de que los productos gracias a su envase pudieran salir de los mercados locales al proporcionar un alargamiento de su vida útil.

1810

Peter Durand diseña el envase cilíndrico de hojalata.

Se inicia el envasado aséptico de alimentos por tratamiento con altas temperaturas, gracias a los trabajos del Dr. Luis Pasteur.

1811

Primera prensa mecánica para imprimir, inventada en Alemania por Konig.

1825

Una ola de suicidios, hace que los droguistas Ingleses definan y adopten las primeras normas de etiquetado para venenos.

1835

Justus von Liebig, en 1835 inventa el PVC, desafortunadamente su falta de visión comercial no le permite ver aplicaciones prácticas a este material, y termina almacenado en un depósito; y solo 90 años después hasta 1927 el PVC es redescubierto en Estados Unidos, donde se le encuentran grandes aplicaciones, en la naciente industria discográfica.

1841

Las cajas corrugadas se inventan y se fabrican a mano. Su gran éxito logra que pronto se desarrollen máquinas cartoneras corrugadoras.

1852

Se diseña y fabrica la primera máquina dobladora de papel, que se aplica para fabricar bolsas.

1856

Se patenta la tapa con rosca.

cronologia 9Se desarrolla el tubo colapsible y se aplica al envasado de pinturas al óleo para artistas.

Los primeros tubos colapsibles eran de plomo y estaño lo que unido a que ciertos colores como el rojo (con alto contenido de plomo), causaban a los pintores la enfermedad del saturnismo porque ellos tenia la manía de meterse los tubos la boca para abrirlos o para mascar pintura seca.

1856

Perkin en Inglaterra inventa los colorantes sintéticos, y sienta las bases para la fabricación de tintas.

1856

Borden en Inglaterra inventa la leche condensada

1866

Marinoni en Francia inventa la prensa rotativa

1870

Hyatt en Estados Unidos inventa el celuloide.

1884

Mergenthaler inventa en Estados Unidos el Linotipo, que acelera el desarrollo de la tipografía.

1890

cronologia 10Se imprimen por primera vez las cajas de cartón.

Se envasa en vidrio la leche

Se envasa whisky escocés para la exportación con la marca Black & White.

Se inventa la crema dental y se envasa en tubos colapsibles.

Entra al mercado la Coca-Cola en envase de vidrio.

Entra al mercado la Pepsi Cola

Se desarrolla la flexografía

1893

Ives inventa el fotograbado (USA)

1900

Kellog lanza al mercado el cereal, y este se empaca en cajas de cartoncillo. Se fabrican las primeras tapas de aluminio

1904

Se desarrolla la impresión offset

1905

Nacen los envases compuestos

Se utilizan los tambores de fibra (Drums) para quesos.

Se fabrican los primeros barriles de metal para envasar petróleo.

1907

Se inicia el envasado de mayonesa, un producto muy delicado porque se contamina fácilmente.

1909

Se utilizan las primeras cajas reforzadas con alambre para embalar a granel. Se inventa el Celuloide o Acetato de Celulosa, aplicado a usos fotográficos. Se aplica a pequeños envases de Acetato transparentes.

1911

Se crea la primera máquina empacadora en Suiza.

1913

cronologia 11

Se utiliza foil de aluminio y papel para empaque de los caramelos LifeSavers

1924

Dupont inventa y desarrolla el celofán como material de empacado en New Cork, Estados Unidos.

1926

Laura Scudder de Montgomery, CA. Inventa la bolsa para papas fritas.

1927

Se re-inventa, fabrica y comercializa en Estados Unidos el Policloruro de Vinilo o PVC, que tiene en la industria discográfica su más importante aliado para su desarrollo.

1927

Imperial Chemical Industries ICI de Inglaterra inventa el Poliéster

1928

Los alimentos para bebes comienzan a envasarse en vidrio

1932

Walter Swoyer crea la primera máquina empacadora por formado/Llenado/Sellado para empacar de dulces

1933

Imperial Chemical Industries ICI de Inglaterra desarrolla el polietileno La Dixie Wax Paper Company, de Dallas, introduce la primera bolsa parafinada, preimpresa, llamada “Dixie’s Fresheen”.

1933

BASF desarrolla el poliestireno en Alemania.

1938

Dupont lanza el nylon al mercado.

1940

Se utiliza un aerosol para DDT

Durante la Segunda Guerra Mundial se emplea el polietileno para empaque de tabletas de sulfas Mepacrine durante la Segunda Guerra mundial. También se aplica a la protección de los primero radares en los aviones de guerra.

1947

Se fabrica el primer envase plástico oprimible para el Desodorante Stoppette.

1949

Se desarrolla la técnica de soplado de película y se fabrica el primer tubular para fabricación de bolsas de polietileno.

1950

cronologia 12Imperial Chemical Industries ICI de Inglaterra desarrolla el polietileno de alta densidad.

Se diseñan y fabrican los primeros envases con foil aluminio. GENERAL ELECTRIC de USA y BAYER de Alemania desarrollan el Policarbonato

DUPONT introduce las Películas transparentes de poliéster resistentes a la perforación, Mylar(R).

1959

Se inventa en Italia el Polipropileno.

Se diseña el envase para bebidas gaseosas en aluminio.

1960

Se fabrican con éxito sacos para fertilizantes en polietileno de baja densidad

Nacen los envases flexibles cerrados al vacío como aplicación para empacar salchichas.

Primeras máquinas empacadoras horizontales de tecnología Formado/llenado/sellado – Flor pack

1964

Se desarrollan los primeros Termoencogibles y las películas strech

1970

Se desarrolla en Estados Unidos la tecnología de identificación con código de barras.El primer empaque que lo utiliza es el de chicles Wrigley’s, el sistema utilizado es el UPC, posteriormente los japoneses desarrollan el codigo JAN y los europeos el código EAN que fue el que terminó imponiéndose alrededor del mundo.

Son introducidas las resinas ionoméricas para los envases de carne Llegan los vasos y las bandejas desechables de poliestireno

1974

Se introducen al mercado las películas de PE y PVC extensibles o estirables.

1977

Se comienza a utilizar el PET para fabricar envases de bebidas Gaseosas.

cronologia 14

1980

Se trabaja en reducir los calibres de los envases de hojalata, y se diseñan los envases de una sola pieza.

cronologia 15

Se envasan en caliente productos alimenticios como mermeladas, utilizando PET como material de envase.

Se introduce al mercado la técnica de la coextrusión

Nacen los empaques y envases para microondas.

Se aplica el PET al campo de envasado de perfumes.

Se inventa la holografía

1987

Se desarrolla el empaque con atmósfera modificada MAP

1990

Aumenta la preocupación mundial por la contaminación con envases en los desechos.

El vidrio reconquista mercado por ser un material 100% reciclable.

Los productos biodegradables y los empaques reciclables toman ventaja en los mercados

La comunidad Europea expide una normativa de embalaje que implica 10 años de esfuerzos para reducir empaque y aumentar la tasa de reciclabilidad.

Se crea la Dual System Deuchtland para administrar el Punto Verde en los envases.

Se crea conciencia sobre “EL QUE CONTAMINA PAGA”

cronologia 16

Logo de punto verde

En Alemania los envases con este punto verde han garantizado y pagado por su recogida y reciclado.

2000

cronologia 16La compañía Simphony de Inglaterra crea un plástico de empaque obtenido por petroquímica pero completamente biodegradable.

CARGILL DOW inicia la construcción de la primera fábrica productora de plásticos “Naturales” obtenidos del azúcar de las plantas. Acido poliláctico PLA.

Se introduce al mercado la tecnología de identificación de productos por radiofrecuencia.

2002

Se presenta al mercado de Estados Unidos la primera maquina de empacado con protocolo TCP/IP y puerto para comunicación vía internet. Nace Corny en Australia un plástico obtenido a partir del maíz.

2003

En unas excavaciones arqueológicas en Londres se encuentra un envase metálico de 2000 años conteniendo una crema cosmética. El envase era de origen Romano.

cronologia 17

Foto, Museo de Londres

2004

Se lanzan al mercado las primeras máquinas digitales para impresión de etiquetas. Hewlett Packard, (Indigo) espera sustituir el mercado de máquinas flexográficas y offset de banda angosta.

2007

La robótica es una gran tendencia en maquinaria de empaquetado, el mundo de la automatización en el empaquetado ocupa yá el 70% de los robots en el mundo. A automatización genera mayor calidad, eficiencia y baja el riesgo de contaminación.

2007

Se lanzan al mercado la tecnología de “Rotura Foto térmica” que convierte envases plásticos en combustible.

cronologia 18

Bibliografía y Webgrafía

 Diplomado Envapackhttp://www.envapack.com/diplomado

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La Parkesina y sus hermanos

De cómo los Elefantes y Charles Chaplin

agradecieron el nacimiento de los Polímeros Naturales.

Aunque en el inicio de los polímeros, los mismos no tuvieron aplicación en el mundo del empaque, pienso que dada la importancia que estos tienen hoy en día, ya que vivimos la era del plástico!, considero relevante conocer cómo fueron los orígenes de los plásticos que conocemos y utilizamos ampliamente en los empaques.

Hacer referencia a la historia de los Polímeros o Plásticos parece sencillo porque apenas nacieron en el siglo XX, pero el impacto que han tenido el uso de los polímeros  en todas las áreas es abismal!

Al tratar el tema de Polímeros o Plásticos, se prestan a confusión esos conceptos; trataré de aclarar este punto de forma sencilla antes de entrar en los orígenes de los polímeros usados en empaque.

Si analizamos la etimología de la palabra “Polímero” tenemos que proviene del griego: “Poly” (muchos) y “mero” (parte o segmento); los polímeros se producen por la unión (polimerización) de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas, algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones. Como ejemplo tenemos el Polietileno que se obtiene de la polimerización del etileno.

Realmente cuando nos referimos a “plástico”, hacemos referencia a un estado o característica del material que permite ser moldeado y adaptado a diferentes formas y aplicaciones. Así que la palabra plástico es una forma de referirse a materiales sintéticos, por ejemplo polímeros, capaces de entrar en un estado plástico por efectos de temperatura y presión; pero plástico no es necesariamente el grupo de materiales a los que cotidianamente hace referencia esta palabra, ya que puede haber polímeros que no cumplen con el estado plástico.

Aunque existen plásticos naturales como la celulosa y el caucho, la gran mayoría de los plásticos son materiales sintéticos que se obtienen del Petróleo principalmente.

La celulosa…

 Es el principal componente de las paredes celulares de los árboles y otras plantas, y es considerado un polímero natural (biopolímero), porque desde el punto de vista bioquímico, está constituido por una larga cadena de carbohidratos polisacáridos. Es una fibra vegetal que al ser observada en el microscopio es similar a un cabello humano, cuya longitud y espesor varía según el tipo de árbol o planta. Las fibras de algodón, por ejemplo, tienen una longitud de 20-25 mm., las de Pino 2-3 mm. y las de Eucalipto 0,6-0,8 mm. De igual manera, el contenido de celulosa varía según el tipo de árbol o planta que se considere.

En la actualidad, las industrias de la celulosa extraen esta fibra de la madera del Pino y del Eucalipto, separándola de los otros componentes de la madera como la lignina y la hemicelulosa. Durante siglos, esta fibra se ha constituido en la materia prima para la fabricación de diversos objetos de uso cotidiano, entre los cuales sobresale, por su importancia, la elaboración del papel.

La historia de la Celulosa ha estado muy ligada siempre al papel, por eso es que la he tratado en el capítulo “Una historia bien entrelazada, el Papel”,  en esta oportunidad vamos a conocer los orígenes de sus derivados…

– Nitrato de celulosa (nitrocelulosa):

….Un ardiente hallazgo casero…

 Nuevamente tenemos un gran descubrimiento proveniente de un accidente; en esta ocasión nos trasladamos a Basilea Suiza entre los años de 1828 y 1840, específicamente a la casa del químico germano-suizo Christian Friedrich Schönbein;  a pesar que tenía su laboratorio en la Universidad de Basilea, ¡estaba haciendo unos experimentos en la cocina de su casa! .. mientras destilaba una mezcla de ácido sulfúrico y ácido nítrico tuvo un accidente y se derramó la mezcla sobre la mesa, para recoger rápidamente el desastre tomó un delantal de algodón de la esposa y limpió la mesa, posteriormente colocó el delantal en la estufa para que se secara; el delantal comenzó a arder en la estufa…y así nació la nitrocelulosa, el primer explosivo plástico! …¡ hay veces que llevarse el trabajo a la casa tiene sus frutos!

Aunque el nitrato de celulosa tuvo sus aplicaciones inmediatas en los aspectos bélicos, como materia prima de la nitroglicerina y posteriormente Alfred Nobel la transformaría en  dinamita, también se descubrieron otras aplicaciones más nobles de la nitrocelulosa, como barnices, tejidos sintéticos como el Rayón, películas fotográficas, películas para empaques como el Celofán, etc.

La Parkesina:

… Parkes “the first man-made plastic”…

foto Alexander Parkes

Alexander Parkes nació en Birmingham, Inglaterra el año 1813; era el cuarto de ocho hermanos, trabajó como aprendiz en la fundición de Bronce de Samuel S. Messengers & Son, pero no tardó mucho en inclinar su atención al proceso de fundición y galvanizado en bronce; cuando se fue a trabajar con George y Henry Elkington en Elkington, Mason & Co, como gerente del departamento de fundiciones. Aquí fue donde desarrolló su capacidad inventiva;  su primera patente de un total de 80, fue la galvanización en piezas delicadas como flores y adornos.

Aunque Alexander Parkes  no tuvo una formación específica en física o química; su gran curiosidad científica lo llevó a experimentar con gomas naturales, en un momento en el cual se daban grandes pasos con el descubrimiento hecho por Charles Goodyear de la vulcanización. Parkes buscaba substancias que pudieran dar resultados similares a los de la goma.

En 1862 durante la Exhibición Internacional de Londres, Parkes presentó un nuevo material  basado en el nitrato de celulosa; este nuevo material el cual denominó “Parkesina”  ganó la medalla de Plata de esta exhibición y a partir de aquí a Parkes se le conoce como “the first man-made plastic”; debido a que este nuevo material inspiró el resto de los plásticos que hoy en día conocemos.

Placa Parkes 1Placa Parkes 2

Xilonita 1

La “Parkesina” es un material orgánico que Parkes descubrió alrededor del año 1850 cuando experimentaba mezclando el nitrato de Celulosa (nitrocelulosa) con alcanfor; el material obtenido formaba una sustancia transparente, dura pero flexible, que podía ser calentada y moldeada manteniendo su forma al enfriarse (propiedades plásticas). A diferencia del caucho (vulcanita)  la parkesina podía ser transparente o coloreada, así como darle formas con grabados.

Xilonita 3

Después de la Exhibición de Londres, Parkes fundó la “Parkesine Company” en Hackney Wick; pero la misma quebró dos años después por altos costos de producción, a pesar de que Parkes había afirmado que era ¡más barato que el caucho!

Logo Xilonita

Xilonita 2Parkes se había asociado con Daniel Spill al año de haber formado la “Parkesine Company”; Daniel Spill, luego de la quiebra de la compañía comenzó a comercializar un producto similar a la parkesina bajo el nombre de Xylonita, derivada del griego Xylon que significa bosque-selva (posiblemente por su imitación a la madera), se ofrecía  para hacer mangos de cuchillos, imitación de joyería de coral, así como material aislante eléctrico, entre otras cosas.

El Celuloide.

Este título no se refiere a Hollywood,  al  menos al principio…

 El desarrollo de este polímero se inició en 1863, cuando la firma estadounidense fabricante de bolas de billar Phelan & Collander ofreció una recompensa de 10.000 dólares a quien consiguiera un sustituto aceptable del marfil natural utilizado para la elaboración de las bolas de billar, ya que el mismo era muy escaso

Una de las personas que optaron al premio fue el inventor estadounidense John Wesley Hyatt; Wesley  estaba pensando utilizar una combinación de papel con cola y aserrín, porque imaginaba que de ahí surgiría un elemento diferente y adecuado para el fin que perseguía, como los resultados no fueron satisfactorios comenzó a experimentar con el compuesto que Alexander Parkes presentó en la Exhibición Internacional de Londres de 1862, la “Parkesina”.

Aunque no está muy bien documentado, nuevamente hay una historia de un exitoso accidente. Se dice que Wesley accidentalmente se cortó un dedo y cuando fue a buscar un vendaje, se le derramaron los líquidos nitrocelulosa y alcanfor (parkesina) con alcohol, al secarse formó una fina capa que tenía la propiedad de ser pegajosa, resistente pero maleable; al observarla, Wesley se percató de que este nuevo compuesto pegaría mejor su mezcla de papel y aserrín, descartando así la cola. De este modo se descubrió el celuloide.

En 1868 John Wesley Hyatt adquiría la patente británica del Dr Parkers de la “parkesina”, el cual se mostraría satisfecho de vender los derechos de la patente de una novedad que había intentado comercializar sin éxito.

Si bien Hyatt no ganó el premio, por el pequeño detalle de que el nitrato de celulosa hacía que de vez en cuando, ¡las bolas de billar estallaran al chocar! pero su producto, patentado con el nombre de celuloide en 1873, se utilizó para fabricar diferentes objetos, desde placas dentales a cuellos de camisa. El celuloide tuvo un notable éxito comercial a pesar de ser inflamable y de su deterioro al exponerlo a la luz.

LuminiereUna de la primeras aplicaciones del Celuloide se le ocurrió a  Hannibal Williston Goodwin en 1887 cuando utilizó el material como soporte para películas fotográficas, con lo que revolucionó el campo de la  fotografía y abrió el camino para el nacimiento del cine.

Los otros usos típicos del Celuloide los encontramos en artículos sanitarios, objetos de casa, en imitaciones del Marfil y Coral y pelotas de Ping Pong.

Aunque el Celuloide no tiene aplicación en los empaque, fue fuente de inspiración al desarrollo de los polímeros sintéticos.

Bibliografía y Webgrafía

 Enciclopedia británica:http://www.britannica.com

Los plásticos: Materiales a la medida por Ana María Sosa: http://www.cientec.or.cr/

Escuela de Ingenierías Industriales de la Universidad de Vallalodid : http://www.eis.uva.es/~macromol/curso09-10/Hector/gomez5.html

http://www.eis.uva.es/~macromol/curso04-05/acetato/origen_historico.htm

Tecnologías de los Plásticos: http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com

Plastics Historical Society: http://www.plastiquarian.com/index.php?id=54

http://www.plastiquarian.com/index.php?id=50

http://www.plastiquarian.com/index.php?id=59

Plastipedia: http://www.bpf.co.uk/Plastipedia/Plastics_History/Default.aspx

Textos Científicos: http://www.textoscientificos.com/polimeros/polimeros-celulosicos

Blog de Tecnología de los plásticos: http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx

The Carrotbox.com: http://www.thecarrotbox.com/plastic/parkesine_xylonite.asp

Wikipedia: http://www.wikipedia.org/

Dicecollector.com: http://www.dicecollector.com/THE_DICE_THEME_CELLULOID.html

Toysandspace.com: http://www.toysandspace.com/othertoys/popeye-celluloid-box/

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El Celofan

Desde su nacimiento tuvo un papel

 muy transparente en la historia,

 El Celofán

celofan imagenPosiblemente si eres una persona joven nunca escuchaste la palabra celofán y si la escuchaste, lo más probable es que la estén confundiendo con una película de polipropileno.

El celofán es un  polímero natural derivado de la celulosa; tiene el aspecto de una película fina, transparente,  flexible y resistente a esfuerzos de tracción, pero muy fácil de cortar y su principal característica es que parece una película plástica pero se comporta como una hoja de papel: si la doblo permanecerá doblada y esta propiedad es de mucha utilidad cuando se requiere envolver algo.

Después de la primera guerra mundial , el celofán fue la única película transparente y flexible que se utilizaba para las envolturas de alimentos y cintas adhesivas; hoy en día es muy difícil conseguir productos empacados en celofán, ya que prácticamente fue sustituido por las películas de polipropileno cuyo costo es sustancialmente menor; inclusive recientemente se desarrollaron películas de polipropileno con propiedades de doblado o “propiedades twist” que pretenden igualar las propiedades del celofán.  El único aspecto en el cual el polipropileno no ha desplazado por los momentos al celofán es en el tema biodegradable.

BrandenbergerLa historia del celofán se inicia en un restaurante Suizo en 1908, cuando el Químico e Ingeniero Textil Jacques E. Brandenberger observa como se derrama una copa de vino sobre la mesa y tuvo la idea de producir un recubrimiento transparente para la tela que la hiciera impermeable.

Brandenberger ya se encontraba experimentando con muchos materiales diferentes, incluyendo la aplicación de líquidos viscosos de naturaleza celulósica a las telas, uno de ellos ya conocidos en Europa como Rayón, seda artificial ó “viscosa”; sin embargo, este líquido hacía la tela demasiado rígida. El experimento falló pero Brandenberger observó que al retirar el recubrimiento se había formado una película transparente. Nuevamente un fracaso origina una idea exitosa!

Esa nueva película Brandenberger la denominó “Cellophane”, un nombre compuesto por “cello” cuyo origen es la palabra francesa celulosa (Cellulose)  referida al material base  y la palabra de origen griego “diaphanis” que significa transparente.

El proceso de fabricación parte de una solución alcalina de fibras de celulosa (“Viscosa”), la cual se extruye a través de una estrecha ranura en un baño ácido y este baño regenera la celulosa formando una película; posteriormente se lava y se blanquea.

En 1908 Brandernberger  desarrolló la primera máquina para producir hojas transparente de celulosa regenerada y en 1913 fundó “Cellophane Societe Anonyme” en Francia, durante la Primera Guerra Mundial entre 1914 y 1918, esta planta se limitaba a producir láminas de protección para los ojos en máscaras de gas, en sustitución del celuloide anterior. En 1917 se le asignaron los derechos de patente y Brandenberger los cedió a la Cellophane Societe Anonyme.

Después de la Primera Guerra Mundial, la producción del celofán creció rápidamente y en especial las exportaciones a los E.E.U.U, pero ya no en máscaras de gas, sino como material de envoltura en golosinas. Una de las primeras empresas en utilizarlo fue la Whitman´s Candies;  el uso del celofán en los empaques de golosinas trajo un enorme beneficio al consumidor por ser una envoltura que permitía ver el producto que van a comprar.

Este crecimiento atrajo la atención de una empresa química que también tuvo su origen en la guerra, ya que a sus inicios estaban dedicados a la producción de pólvora; esta empresa se conoce actualmente como DuPont.  Hoy en día sigue siendo una empresa reconocida por sus grandes inversiones en innovación y desarrollo de patentes. Para esas fechas DuPont ya trabajaba en la Celulosa, la cual procesaba para proporcionar las películas cinematográficas a Hollywood en los años 20, y sus investigaciones en celulosa también produjo la pintura Duco que ayudó a la productividad de la industria automotriz al reducir los tiempos de secado.

El 26 de diciembre de 1923, se suscribió un convenio entre la empresa “DuPont Cellophane Company” y  “Cellophane Societe Anonyme”, donde la empresa francesa cede los derechos exclusivos de sus patentes de fabricación y comercialización para América del Norte y Central; a cambio la empresa DuPont cede sus derechos para el resto del mundo.

El uso del celofán como material de empaque tenía tres grandes limitaciones: la primera era que no podía ser impreso, había que adherirle una etiqueta; la segunda, no podía sellarse al calor para generar un empaque hermético contra insectos o sucio en general y la otra limitación era, que aunque mantenía una barrera al agua no ofrecía barrera a la humedad limitando mucho su uso en alimentos.

Dentro de los laboratorios de investigación de DuPont el científico William Hale Charch y su equipo en 1927, luego de realizar más de 2000 ensayos, descubren cómo mejorar la barrera a la humedad del celofán aplicando una laca nitrocelulósica a la película.

D hale celofan Dr. Hale Charch and waterproof cellophane

Luego de una fuerte campaña publicitaria y reducción de precios,  el celofán pasa a ocupar uno de los principales productos de DuPont alcanzando el 10% de sus ventas anuales y el 25% de sus beneficios anuales.

DuPont logró posicionar el celofán como un material de empaque con un amplio uso que variaba desde joyería hasta alimentos.

Los desarrollos posteriores  para el celofán continuaron en el ámbito de nuevos recubrimientos tales como vinil acetato (VA) y cloruro de polivinilo (PVdC), los cuales permitieron mantener las propiedades de transparencia y comportamiento tipo papel (propiedades de doblado) pero mejorando sus propiedades de sellabilidad al calor y barreras a los aromas, grasas, oxígeno y vapor de agua.

Actualmente el celofán ha sido sustituido por el polipropileno, que es un derivado del petróleo ya que por costos de fabricación ha sido más práctico. A tal grado que prácticamente todo lo que conocemos popularmente como celofán en realidad es polipropileno.

DuPont dejó de fabricar el celofán desde 1986, y la plantas europeas también han estado cerrando desde entonces; actualmente el único fabricante del celofán es Innovia Film LTD que también ofrece polipropileno.

Bibliografía y Webgrafía:

Wikipedia: http://www.wikipedia.org/

Foundation Dr. J.E.Brandenberger: http://www.stiftungbrandenberger.ch/editor_fr_e.htm

About.com Inventors: http://inventors.about.com/od/cstartinventions/a/Cellophane.htm

Hall of Fame Invent.org: http://www.invent.org/Hall_Of_Fame/253.html

DuPont: http://www2.dupont.com/Phoenix_Heritage/en_US/1923_d_detail.html

DuPont / Mexico: http://www2.dupont.com/Mexico_Country_Site/es_MX/DuPont_Mexico/Historia_Global/index.html

Innovia Films LTD: http://www.innoviafilms.com/innovation-centre/Innovation-Timeline.aspx

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La caja de cartón corrugado, una historia ondulada de varias aristas….

Cuantas veces no hemos comprado un ostentoso juguete a un niño como regalo de alguna celebración importante, y luego el niño termina jugando con la caja de cartón donde vino embalado dicho juguete !!!

Esto parece ser parte de la magia de este embalaje, cuya principal función es la de proteger su contenido. Durante su relativa corta existencia ha logrado ganarle la batalla a la caja de madera como embalaje de transporte en los productos de consumo masivo, esta preferencia se debe a su bajo de costo de producción masiva sin limitar la personalización de la misma y su excelente relación resistencia-peso.

Desde el punto de vista técnico la caja de cartón corrugado nos ofrece una protección al maltrato que usualmente ocurre durante el transporte de productos: hablamos de golpes, caídas, vibraciones, etc;  pero esto no termina aquí, ya que luego esa misma caja llega a algún almacén para ser apilada y soportar el peso de otras cajas que le son colocadas encima, y adicionalmente en algunos casos todavía le exigimos que después de todo eso sea bonita para colocarla en alguna tienda o supermercado. Eso es como pedirle a un boxeador que luego de terminar la pelea, levante en brazos a su contrincante y sonría para que la foto salga bonita!!

Ahora, ¿cómo es posible que una caja de cartón corrugado tenga la propiedad de absorber la energía de impactos  y a la vez pueda soportar como una columna varias veces su propio peso, y lo más sorprendente es que está hecha de papel?

Los invito a conocer la interesante historia de la caja de cartón corrugado!

plisado 1

Quién pudiera imaginarse que los inicios de la actual caja de cartón corrugado  tienen sus orígenes en el mundo de la moda de la aristocracia de inicios del siglo  XIX y la moda victoriana de mediados del siglo XIX,  específicamente en los cuellos y puños plisados, así el confeccionado pliegue de las faldas de las damas y los elegantes sobreros de copa que utilizaban los caballeros ingleses.

La industria textil dio los primeros aportes para el desarrollo del ondulado interno de las cajas corrugadas;  los primeros equipos para ondular papel se parecían a las que se usaban entonces en las lavanderías para planchar las cortinas y los encajes de los cuellos y puños de las camisas.

corrugadora 1

Samuel G. Cabell recibió una patente en 1866 por una lavadora para lino. Constaba esencialmente de un par de rodillos, tubos perforados de latón o de bronce que se calentaban introduciéndoles varillas calientes y eran accionados por una manivela. Pronto esta máquina fue utilizada para la producción del primer papel corrugado.

Para lograr la buena forma y rigidez del sobrero de copa los caballeros Edward G. Healy y Edward E. Allen, patentaron (1856) el uso de papel plisado como refuerzo interior de los mencionados sobreros; ellos obtuvieron el plisado del papel introduciéndole a través de dos rodillos ondulado, dando así origen a lo que se conoce hoy en día como la “flauta (flute)” ó “medium” y es el que le otorga a la cajas corrugadas su resistencia a la compresión ya que actúa como una estructura interna en forma de cerchas y a la vez  brinda su bondad de amortiguamiento a los golpes absorbiendo la energía al deformarse.

sobrero copa

plisado 2

Pero no fue sino hasta 1871 que el técnico farmacéuta norteamericano  Albert L. Jones dedicado al mundo de la perfumería, y preocupado por las roturas de sus frascos ya que eran envueltas en telas, se le ocurre sustituir la envoltura de tela por papel; pero evidentemente esto no era suficiente, inspirado en los plisados de la faldas victorianas corrugó el papel con la finalidad de ganar volumen y amortiguación a los golpes propiedad concebida por una “superficie elástica”, como lo indica en su patente.

combo


Nació el concepto de utilizar el papel ondulado como elemento de empaque de protección !!

Los inicios del papel corrugado como material de empaque no estaban completos por un pequeño detalle: el papel no tiene la rigidez suficiente para mantener su forma!!

long 2

En 1874 es donde hace su aparición otro norteamericano de nombre Oliver Long, el cual hace una mejora a la patente de Albert Jones, adhiriendo el papel ondulado inventado por Jones en primer lugar a una lámina de papel plana y luego a dos láminas de papel planas, conocidas hoy en día como los “liners” y originando la estructura que hoy conocemos como cartón corrugado.

Nuevamente el enfoque es el de protección a botellas,  las cuales se estaban convirtiendo en el empaque primario predilecto, pero esa es otra historia…..

Creo que es importante en este momento, comentarles la importancia del invento de Oliver Long, porque precisamente las propiedades de resistencia al apilamiento (compresión) y resistencia al aplastamiento (golpes) que nos brindan las cajas que conocemos hoy en día, es debido precisamente al poder mantener unido el ondulado interno.

Podemos hacer la analogía de la estructura interna de las cajas corrugadas con los arcos o cerchas ampliamente utilizadas para las estructuras de techos y puentes.

chercha

Para el mismo año ya se comenzaba a producir papel corrugado a gran escala gracias a  George Smyth y su invención de la primera máquina industrial;  a partir de este momento surgen una serie de emprendedores que visualizan el gran futuro del cartón corrugado.

 Varias de las patentes que cubrían la producción del cartón corrugado fueron adquiridas por Robert H Thompson,  Henry D. Norris  y Robert Gair ( si el mismo del cartón plegable!!)

Thompson y Norris se unieron para formar Thompson and Norris Co en New York y Robert Gair fundó Robert Gair Co. en Boston.

De esta forma surgieron dos grandes empresas que monopolizaron la producción de cartón corrugado por dos décadas, gracias al control de las patentes.

Las primeras máquinas en las fábricas de Thompson & Norris y Robert Gair tenían una anchura de apenas 12 a18 pulgadas (30,5 a45,7 cm.). Conforme aumentaron su anchura, fueron accionadas mediante correas desde una línea superior.

Los rodillos inicialmente fueron calentados inyectores de gas y posteriormente de vapor, para evitar el riesgo de incendio. Las hojas exteriores o liners eran pegadas a mano usando brochas y el pegamento era una pasta de harina cocida.

El medium o flute era puesto cuidadosamente en su posición y presionado suavemente. Desde que el adhesivo comenzaba a pegar era necesario eliminar por evaporación una gran cantidad de líquido, por lo que cualquier otra operación necesitaba veinticuatro horas previas de secado.

vieja 1

Los tamaños de plancha eran muy pequeños ya que el cartón corrugado sólo se utilizaba como refuerzo interior, y el embalaje externo era una caja de madera o barril.

La empresa Thompson and Norris Co, concentró sus esfuerzos en el desarrollo de la maquinaria para la fabricación del cartón corrugado (1881-1883) y  logró expandirse al vender sus equipos a los tres primeros corrugadores pioneros en Europa.

Pero tener el cartón corrugado de forma masiva no era suficiente ya que necesitamos convertir esas láminas en cajas. Aquí es donde el aporte del escocés  Robert Gair, ya conocido como el padre del cartón plegado, el cual traslada su invento accidental de troquelado y signar (hendido) en un sólo paso a las cajas de cartón corrugado; con el desarrollo de Gair se produjo un ahorro de energía y tiempo en la fabricación de las cajas.

Hacia 1914, Thompson y Norris desarrollaron la caja económica de solapas iguales que hoy conocemos como “Regular Slotted Case”,  y de esa forma ahora si tenemos el embalaje ideal como es la cajas de cartón. Posteriormente desarrolló el uso de la caja como elemento para la publicidad y el mercadeo con el desarrollo de la impresión de la misma.

caja

El desarrollo de la caja corrugada no pudo tener un mejor momento como era el desarrollo industrial que se vivía en Norteamérica, el auge de la producción en masa de productos exigía también el transporte de los mismos desde la planta de producción a los consumidores; para lo cual la nación de los Estados Unidos de América que se encontraba en la reconstrucción de su guerra civil, ya contaba con un amplio sistema ferroviario y estaba en expansión para finales del siglo XIX e inicios del siglo XX.

Cuando se habla de transporte los parámetros  peso y el volumen a transportar son determinantes y podemos decir que la caja de cartón corrugado era el embalaje correcto en el momento correcto y en el lugar correcto; las crecientes necesidades de transportar productos y el auge del “caballo de hierro” le dieron la oportunidad de oro a los emprendedores y empresarios fabricantes de las cajas, que rápidamente se agruparon en asociaciones para unir esfuerzos y entablar conversaciones con la Wells Fargo; la finalidad no era otra sino la de sustituir la tradicional caja de madera por cajas de cartón corrugado.

Desde la aparición de las maquinarias para elaborar del cartón corrugado, la evolución ha sido constante, muchos cambios han ocurrido e importantes progresos han sido hechos en el adelanto de los materiales, el equipamiento, en el proceso de producción así como en las técnicas de impresión.

El número de papeles usados para la producción de corrugado está creciendo continuamente; las alternativas y la calidad de los diferentes liners y medium son constantemente mejoradas.

La velocidad de producción ha crecido dramáticamente con el mejoramiento del equipamiento y el uso de las computadoras ha revolucionado la industria permitiendo cada vez más la automatización de los procesos especialmente la impresión

Hoy en día la caja de cartón corrugado sigue siendo el embalaje de preferencia para el transporte de mercancías; puede haber cambiado la forma de comprar los productos con la llegada del Internet, puede haber cambiado las formas de transporte, desde las carretas de maderas hasta los aviones pero el uso de las cajas de cartón sigue vigente !!

Bibliografía y Webgrafía:

1) European Federation of Corrugated Board Manufacturers. http://www.fefco.org

2) Fédération  Francaise  du Cartonnage. http://www.federation-cartonnage.org/_new_/le-cartonnage.html

3) The history of corrugated fiberboard shipping containers. Diana Twede. Carton, Crates, and corrugated board: Handbook of Paper and Wood Packaging.  Diana Twede and Susan E. M. Selke.

4) Corrugated Packaging. http://www.corrugated.org

5) Fibre Box Association. http://www.fibrebox.org

6) Asociación española de fabricantes de envases y embalajes de cartón ondulado.  http://afco.asimag.es

7) The history of Corrugated Fiberboard Shipping Container, Diana Twede, MichiganStateUniversity, East LansingMI, USA.

8) Confederation of paper industries.  http://www.corrugated.org.uk.

9)  Diplomado Envapackhttp://www.envapack.com/diplomado

10) Wikipedia. http://www.wikipedia.org/

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Cajas o Estuches de Cartón Plegable

El estuche de Cartón plegable,el preferido del Anaquel

Antes de entrar en esta historia, creo que es prudente explicarle al lector las diferencias con la caja de cartón corrugado. En esta historia me refiero a las cajas comúnmente utilizadas en los cereales, hechas con cartón fino, cartulina, cartoncillo o como es conocido por nosotros los técnicos “cardboard”; (es muy frecuente que para entendernos los “habla hispana” tengamos que utilizar otro idioma dado lo amplio y multicultural que es el uso del castellano); como les decía, estas cajas son hechas de papel “grueso” (gramaje entre 100g/m2 y 300g/m2) a diferencia de las cajas corrugadas que son hechas con tres papeles ( >300 g/m2)  y uno de ellos es corrugado o ondulado.

En esta  historia aparecen varios nombres involucrados: Sir Malcolm Thornhil  (1817), Charles Henry Foyle (1920), Aaron Dennison (1839), y Robert Gair (1895); los dos primeros ingleses, el tercero estadounidense y el cuarto escocés residenciado en los Estados Unidos.

Pero me voy a enfocar en Robert Gair por ser la persona que realmente impulsa el uso de caja de cartón hacia el empaque de consumo masivo creciente para la época.

Robert gair

Robert Gair nació en Edimburgo, Escocia; su familia emigró a Brooklyn en 1853, cuando tenía sólo 14 años. Pasó su adolescencia como aprendiz de fontanero, aprendiendo el oficio de su padre. Durante su servicio a la causa de la Unión en la Guerra Civil Norteamérica, notó el auge del uso de las bolsas de papel para el transporte de pequeñas porciones de alimentos secos como harinas y azúcar, en sustituto de los sacos de tejidos.

Robert Gair al finalizar la guerra, regresó a Brooklyn, para abrir su primera fábrica de bolsas de papel en 1864 con un capital de $10.000; rápidamente se convirtió en el líder de la industria del papel y con el surgimiento de los almacenes generales encontró el éxito en su empresa de bolsas de papel.

En 1879 durante la producción de un pedido por 20.000 unidades de bolsas para semillas, el operador de la máquina dobladora tuvo un descuido y por accidente cuando una regla de metal normalmente utilizada para doblar las bolsas, cambió de posición y comenzó a cortar las bolsas de forma intermitente. Gair tuvo uno de esos momentos al mejor estilo de Issac Newton cuando le cayó la manzana del árbol; en vez de entrar en ira con el operador por el daño de las bolsas, se dio cuenta que el proceso de troquelado y hendido de cajas  se podía hacer en una misma operación!!!

Antes del accidente feliz, las cajas predecesoras eran en dos piezas (base y tapa) y se elaboraban con formas tubulares, similares a la forma de elaboración de las bolsas de papel, la fabricación  de cajas era un proceso laborioso en la cual participaban muchas manos y era altamente costoso. La mayor parte del trabajo lo realizaban mujeres que trabajan desde sus propios hogares. El  invento de Gair dio lugar a la primera caja de cartón plegable asequible y adicionalmente su idea fue también muy bien adoptada en la fabricación de las cajas corrugadas.

Creo que la historia de Robert Gair encaja muy bien en la frase gerencial “la persona correcta, en el lugar correcto y al momento correcto”. La década de los 90´s del siglo pasado fue la época del nacimiento de muchos de los productos de consumo masivo y marcas famosas que todavía hoy existen; Gair le producía cajas a varias empresas ubicadas en el área de Nueva York: Bloomingdale, Colgate, Ponds y algunas compañías de cigarrillos.

El auge de la caja de cartón plegable inicia en 1896 con la National Biscuit Company, ahora conocida como Nabisco, la cual distribuía y vendía las galletas sin marca en barriles y los cliente se regresaban a su casa con una bolsa de galletas. Como se puede imaginar las galletas no eran crocantes y tenían un fuerte sabor rancio si no eran consumidas inmediatamente; esto hacía que los dueños de las tiendas, dada la imposibilidad de mantener una rotación dentro del barril, literalmente pescaran las galletas más frescas con las consecuencias antihigiénicas de este acto!!!

El presidente de la National Biscuit Company de aquel momento, Adolphus Green, le solicita a su socio Frank Peters el desarrollo de un empaque que garantizara la frescura y la higiene del producto. Como resultado tenemos la envoltura de las galletas en papel encerado y colocado dentro de una caja de cartón plegable impreso. De esta forma se da inicio a los empaques de consumo masivo para productos de bajo costo, aunque ya existían otros empaques como botellas y latas; su costo no permitía utilizarlo en productos como galletas, golosinas, cigarrillos y cereales. El costo de estas galletas era de 5 centavos de dólar.

La introducción de las galletas Uneeda  también marcó una huella en lo que a futuro será la  simbiosis empaque- marketing. Lo podemos observar en la publicidad, donde se puede apreciar como se refuerza el beneficio de un nuevo empaque “impermeable” y “sanitario”, siendo utilizado como una ventaja ante los competidores que aún mantienen el barril como concepto de empaque.

!!Está naciendo el concepto de la Marca!! Los productos buscan diferenciarse de los genéricos que se venden en barriles.

Uneeda biscquit

La fábrica de Robert Gair produjo los primeros 2 millones de cajas para la National Biscuit Company, logrando un gran éxito no solamente por el empaque sino también por los gráficos impresos; ya lo había predicho correctamente Gair: el diseño estético y atractivo de los envases podría afectar las decisiones de compra de los consumidores.

Ahora no sólo las galletas tenían un envase con cartón plegable sino que los fabricantes de cereales como Kellogg´s también estaban tocando las puertas de Gair para sus hojuelas de maíz.

Kellogg

Con el patrocinio de compañías de cereales asegurados, el éxito futuro de la caja de cartón era inevitable. El crecimiento de la demanda por las cajas de cartón impulsó el desarrollo de máquinas para doblar y pegar cartones así como el de las imprentas. La compañía de Gair creció exponencialmente con lo cual tuvo que construir  varios edificios para instalar sus equipos y ampliar su  producción de cajas, todos conectados por líneas de ferrocarril, túneles subterráneos y  puentes aéreos. El barrio donde se ubicaba la compañía de Gair fue referido a veces como “Gairville”, un área de Brooklyn, entre Brooklyn y Manhattan Bridges, ahora conocida como “DUMBO”.

Gair falleció en 1927, a sus 88 cumpleaños. Tenía seis fábricas, siendo el mayor la de Brooklyn. La Compañía Gair fue adquirida por la compañía Continental Can en 1956.

Si bien las bondades que hicieron famosa a la caja de cartón plegado (hermeticidad)  hoy en día han sido tomadas por mejores materiales de empaque como los polímeros y el foil de aluminio, hay algo que mantiene la vigencia de este empaque y es su propiedad de excelente impresión y la facilidad de exhibición en los almacenes. Podemos ver como en lo puntos de ventas tenemos variedad de formas y colores conteniendo casi todo tipo de productos: perfumes, licores, productos refrigerados, etc.

Bibliografía y Webgrafía:

1)  The origins of paper based packaging, The future of Marketing past. Diana Twede. MichiganStateUniversity, East LansingMI, USA.

2) The design Blog Etsy. Chappell Ellison  http://www.etsy.com/blog/en/2011/inventing-the-cardboard-box/.

3) New York History Walks: http://nyhistorywalks.wordpress.com/tag/robert-gair/

4) Diplomado Envapackhttp://www.envapack.com/diplomado

5) Wikipedia  http://www.wikipedia.org/

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El Envase de Hojalata: Nace por la necesidad de alimentar las tropas y los exploradores

El nacimiento del envase de metal paradójicamente está asociado a los deseos de expansión de la humanidad, bien sea militar o expedicionarias; en largas travesías la buena alimentación es primordial para mantener la moral y evitar enfermedades.

Desde hace miles de años, los hombres se enfrentan con la necesidad de conservar los alimentos. Generalmente, estos se descomponen con rapidez. Para preservarlos por largos períodos de tiempo y evitar que los pueblos pasaran hambre durante los largos meses de invierno, se introdujo la costumbre de secarlos, salarlos y ahumarlos.

En 1795, Francia estaba en guerra y en consecuencia, sus militares y la población civil sufrían de un racionamiento de alimentos. Los soldados ganaban batallas en Europa, pero en las trincheras eran diezmados por el escorbuto y otras enfermedades, ya que sus dietas consistían principalmente de carne asada y pan, alimentos que no podían mantenerse frescos durante los movimientos militares.

El Directorio, gobierno francés compuesto por cinco hombres que se conformó después del “reinado del terror” de la Revolución Francesa, comprendió que, para solucionar este grave problema, era indispensable la conservación de alimentos en buen estado por mayor tiempo. Así, surgió la idea de ofrecer un premio de 12.000 francos al ciudadano que desarrollara un método que tuviera éxito en la preservación de los alimentos para transportarlo durante las campañas.

El mismo Napoleón dijo que un ejército viaja en su estómago; él había aprendido a través de las duras experiencias que tuvo: escorbuto y hambre habían desactivado más soldados que el combate mismo.

En 1795, el inventor francés Nicolás Appert  se puso a trabajar para resolver el problema. Sabía que el biólogo italiano Lazzaro Spallanzani había demostrado que la carne no se descomponía si se la hervía durante un rato y después se la conservaba herméticamente cerrada. Nicolás Appert, oriundo de París, quién había trabajado como confitero, cocinero, cervecero, fabricante de encurtido y vinatero, tenía una idea: ¿Por qué no ponía la comida en botellas como el vino y hervía estas botellas?

Durante los próximos 15 años Nicolás Appert trabajó en su idea, había observado que los alimentos cocinados en cazuelas abiertas e introducidos en frascos de vidrio que posteriormente eran sellados con corcho, duraban un poco más; en base a esto llegó a su teoría de que si colocaba alimentos después de una cocción parcial en botellas de vidrio, tapadas con corcho sujeto con alambres y estas botellas se sometían a un calentamiento en agua hervida por un largo tiempo, se podía extender la vida del alimento indefinidamente. Aunque nunca supo explicar por qué su método alargaba la duración de los alimentos, su sistema representó el comienzo de la industria de conservas.

La teoría de Appert fue demostrada por las muestras que él mismo sometió a viajes. Las muestras de Appert se enviaron al mar durante cuatro meses y diez días: perdices, algunas verduras, y salsas; cuando abrió, se saborearon dieciocho tipos diferentes de comidas en conservas, Appert escribió, “Todos habían retenido su frescura, y ni una sola substancia había sufrido el menor cambio al mar”.

En 1810 Appert ganó el premio y el mismo Emperador Napoleón Bonaparte le entregó los 12,000 francos; posteriormente publica el libro: “El arte de conservar durante varios años todas las sustancias animales y vegetales”.

El ejército francés empezó a experimentar con el suministro de comida en conservas para sus soldados, pero el lento proceso de envasado del alimento y el incluso más lento desarrollo de los medios de transporte evitaron que se enviasen grandes cantidades a las tropas francesas; terminó la guerra antes de que el proceso pudiera ser perfeccionado.

Desafortunadamente para Appert, la fábrica que había construido con el dinero de su premio fue incendiada en 1814 por los soldados aliados que invadieron Francia. Aunque cosecha un importante éxito no registró en patente su hallazgo, ya que antepuso a los intereses económicos personales, la ayuda que su descubrimiento puede aportar a toda la población diezmada por la guerra y el hambre; de ahí su gran talla moral.

En los inicios del siglo XIX Inglaterra estaba viviendo el desarrollo del maquinismo que da a su industria el impulso que le asegura la hegemonía económica y financiera. Por otro lado y pese a haber perdido su gran colonia de América del Norte que se había independizado en 1783, en cierta medida por la ayuda de los franceses,  su extensa red de bases coloniales en los cinco continentes, dedicadas  más al comercio que a la posesión territorial, había propiciado la mayor flota mercante del mundo, protegida por una poderosa marina de guerra. Mientras, la Europa continental se desangraba en las guerras napoleónicas.

En 1810 Peter Durand presenta al registro una patente que llamó “Método para preservar alimentos por largo tiempo en vasos de cristal, cerámica,  metales ó materiales apropiados”. Su Majestad Jorge III se la concede, por la preocupación de que las tropas de Napoleón ampliaran el alcance de sus marchas al disponer de más nutritivas y duraderas provisiones.

En la patente Durand explica en que consiste este vaso de hojalata; se trata de un cilindro cerrado por ambos extremos,  hecho de hierro recubierto de estaño cuyas piezas se unen por soldadura. Este nuevo material (hojalata) presenta varias ventajas frente al cristal usado por Appert: ligereza, no se quiebra por su resistencia mecánica, fácil conducción del calor, resistencia a la corrosión frente a otros metales…y  así se convierte en el auténtico padre del envase metálico y de la industria que lo fabrica.

Durand, posteriormente vende su patente por 1000 libras a Bryan Donkin y John Hall, dueños de la fundición de hierro ‘Dartforl’, quienes comienzan a fabricar latas hechas de hierro cubiertas con estaño.

Lata donkin and hall

Hay que hacer una acotación con el ingeniero Bryan Donkin, ya que también fue contratado en 1802 por los hermanos Fourdriniers para hacer modificaciones al diseño de la máquina de fabricación de papel de  Louis-Nicolas Robert; y su huella en el mundo del empaque continúa!!, ya que en 1813 junto al impresor Richard Mackenzie Bacon  obtiene la patente para la máquina de impresión poligonal, en la cual los “caracteres” se colocan en un prisma rotacional; también trabajó en un sistema de impresión a dos colores para evitar la falsificación de estampillas.

Regresando a nuestra historia de los envases de hojalata…después de un año de experimentos en 1813 Donkin y Hall enviaron, en carácter de prueba, latas de alimentos al ejército y la marina de Gran Bretaña. Las latas consumidas en las Guarniciones de las Islas Occidentales y en la isla de Santa Elena (irónicamente donde Napoleón fue encarcelado y desterrado por los británicos) estaban en condiciones satisfactorias. Para el año 1818 la Marina Real de su Majestad ya consumía  24.000 envases anuales.

primitive can factory

Este es el momento en el debemos decir que la hoja de hierro recubierta de hojalata estaba esperando el momento y el lugar oportuno para hacer su grandiosa aparición porque si la hojalata no hubiese existido, los descubrimientos de Nicolás Appert sobre la conservación de los alimentos difícilmente  hubieran tenido una aplicación práctica de forma generalizada en el mundo industrializado de mediados del siglo XIX y principios del XX. Pero estaba allí ya lista para unir su desarrollo al del envase metálico.

El hombre primitivo conoció y utilizó el estaño antes que el hierro; el motivo puede ser las menores temperaturas que el estaño necesita para fundirse, lo cual facilitaba su obtención. Se conocen objetos estañados con antigüedad de miles de años antes de Cristo y en la Biblia se menciona este metal. El mundo antiguo consideraba ornamentos y joyas los objetos de hierro estañados por inmersión.

Los orígenes de la hojalata se remontan a la Baja Edad Media. Hay constancia  que en el año 1240 en Bohemia (Alemania) ya se usaba para hacer utensilios, que eran muy apreciados por sus propiedades anticorrosivas. Pero hay que esperar al siglo XIV, para que comience la evolución del producto, hasta llegar a la forma en que es conocido en nuestros días, al sumergir planchas de hierro en estaño fundido.

En la región de Dresde y en el siglo XVII, se desarrolló una importante industria basada en el estañado, dedicada principalmente a la exportación. Entre los países receptores de esta hojalata estaba Inglaterra, que curiosamente era donde se obtenía el estaño.

En 1665, Andrés Yarranton estableció la primera fábrica de hojalata continua en Inglaterra. La producción de hierro cambió de forjada a método laminado en 1697.

Su fabricación industrial se inició en Inglaterra (sur de Gales) en 1720 con Capel y Jhon Hanbury. En ese momento, las principales aportaciones fueron la laminación mecánica del acero y su decapado. Progresivamente esta tecnología se extendió por Europa y el Nuevo Mundo. El procedimiento de fabricación consistía en la inmersión de láminas de acero en baños de estaño fundido y recibía el nombre de hojalata “coke” ó de “inmersión en caliente”.

Las primeras latas para conservas eran cilíndricas y completamente elaboradas a mano; se cortaba un pedazo oblongo de hojalata y se encorvaba soldando los extremos, de esta forma obtenían un cuerpo cilíndrico; entonces se cortaban dos pedazos circulares (discos) uno para el fondo de la lata en el cual se doblaban los bordes para soldarlo con el cuerpo y el otro disco sería la tapa; este tipo de latas es conocido como “lata 3 piezas”. En el momento que se llenaba la lata con el alimento se colocaba el otro disco en la parte superior de la lata, pero este disco tenía un pequeño agujero que permitía la salida del aire mientras se hervía la lata. Con la lata todavía caliente se sellaba la lata con una gota normalmente de plomo fundido; por supuesto que residuos de plomo caían dentro del alimento, pero en ese momento no le preocupaba mucho. Un buen artesano podía fabricar hasta 60 latas por día.

Desde finales del siglo XV el mundo estaba viviendo un gran intercambio comercial y de gran curiosidad que fomentaba las expediciones de nuevos mundos: sur de África, América, Australia, Ártico, Antártico. Con el correr del tiempo los alimentos enlatados ganaron rápidamente aceptación entre la gente. En 1815 el explorador Ruso Von de Otto Kotzebue, el que oyó hablar de un “descubrimiento hecho últimamente en Inglaterra” qué parecía “demasiado importante para no hacer uso,” y llevó carnes en conservas en sus viaje exploratorios. Él estaba encantado porque las “cajas de estaño” mantenían su contenido en condición excelente.

parrys canEl contraalmirante inglés y explorador del Ártico Eward Parry, durante sus expediciones de los años 1819, 1824 y 1826, comprueba que los contenidos de estos envases “proporcionaban una gran nutrición en un pequeño volumen”. De estas expediciones se recuperaron, en 1911, dos latas, una con sopa de arvejas y otra con carne bovina, las que al ser llevadas a Inglaterra y consumidas no mostraron efectos negativos. Igualmente, en 1939 se rescataron dos latas, una que contenía 4 libras de ternera cocida y otra con dos libras de zanahoria, las que fueron abiertas por los síndicos de un museo londinense. El contenido de ambas latas conservaba el gusto, aspecto, cualidades nutritivas e incluso la vitamina D.

En 1845 partió de Inglaterra, la cuarta y última expedición del capitán Sir John Franklin hacia el Ártico. Franklin y los 128 miembros de la tripulación murieron al quedar atrapados en el hielo cerca de la isla del Rey Guillermo en el Ártico canadiense. En 1981, un equipo de científicos canadienses realizaron una serie de estudios científicos sobre las posibles causas de muerte,  y una de ellas era el envenenamiento por plomo proveniente de las soldaduras de las latas de conservas.

Hubo que esperar algunos años – hasta 1830 – para que los iniciales alimentos enlatados, apareciesen en las tiendas inglesas ya de forma habitual. Las primeras utilizaciones de la hojalata para la elaboración de envases comerciales fueron para contener galletas y bizcochos, inicialmente de hojalata desnuda – sin decorar -. Pasaron más de treinta años, concretamente en el año 1866 , hasta que se presentaron en el mercado los primeros envases decorados.

Los ingleses que inmigraron a América trajeron su conocimiento recién descubierto con ellos. El envase metálico fue introducido en Norteamérica en el año 1817, como medio de conservación de alimentos. Uno de ellos fue Thomas Kensett, que bien podríamos  llamar el padre de la industria de la fabricación de latas en los Estados Unidos. En 1812 él estableció una pequeña planta sobre los muelles de Nueva York y fue el primero en envasar en los Estados Unidos ostras, carnes, frutas y verduras herméticamente selladas. Kensett comenzó su operación usando frascos de vidrio, pero siendo esto costoso, frágil y complicado para transportar, pronto cambia a la lata. El presidente James Monroe en 1825 le concede la patente estadounidense para conservar el alimento en “los recipientes de lata”.

Otro fue William Underwood que en 1822 inició en Boston una compañía de condimentos utilizando inicialmente tecnologías de envasado en frascos de vidrio; en 1836  también cambia los envases de vidrio por  latas.

Can opener Ej warner

El incremento de consumo de alimentos enlatados solamente tenía un inconveniente y era  ¿cómo abrir estás latas?.  Pudiéramos decir que primitivamente se inicia el concepto de “easy open”; en eso apareció en escena Ezra J. Warner en 1858, con su patente, la cual consistía en una mezcla de bayoneta con una hoz; antes de esta herramienta la sugerencia para abrir las latas era el uso de martillo y cincel ó en su defecto un disparo de fusil; este abrelatas nunca llegó a ser de uso doméstico por lo peligroso que era. Posteriormente sería mejorado en 1870  por William Worcester Lyman con su abrelatas de rueda de giro.

Can opener ostenhoundt

En 1866, J. Osterhoudt en Nueva York desarrolla un primer envase que puede abrirse con la ayuda de una llave engarzada en una lengüeta. Este invento sería muy aplicado posteriormente en las conservas cárnicas.

Entre los años  1846 y 1850 con los aportes de Allen Taylor y Henry Evans, se realizan mejoras en la producción de latas, aumentando de 6 latas por día a 60 latas por día.

En 1856 Gail Borden patentó su invento de leche condensada en lata,  y con ello ayudó a disminuir la tasa de mortalidad infantil que era por entonces muy elevada.

No obstante, la lata de hojalata gozó de un desarrollo más bien discreto hasta el año 1861. Nuevamente un conflicto militar va a poner de manifiesto la gran utilidad del nuevo sistema de conservación de alimentos e impulsar avances significativos en el desarrollo de esta tecnología; en esta oportunidad le tocó al nuevo mundo, cuando los veintitrés Estados norteños de la Unión, le declaran la guerra a  los once sureños de la Confederación. Nuevamente la lata estaba preparada para los nuevos requerimientos que se afrontaban. Gail abrió dos plantas de leche condensada en latas para poder cubrir la demanda y frecuentemente los soldados utilizaban el invento de Warner para abrir las latas de alimentos.

 La demanda de comida enlatada crecía enormemente durante las guerras. Las guerras a gran escala del siglo XIX, como la Guerra de Crimea, la Guerra Civil Estadounidense y la Guerra Franco-Prusiana, introdujeron el consumo de comida enlatada entre las clases trabajadoras, permitiendo que las compañías envasadoras ampliaran sus negocios para satisfacer la demanda militar de alimentos no perecederos, permitiendo la producción en masa y la venta en mayores mercados civiles tras los conflictos bélicos.

Hacia finales del siglo XIX, se desarrolló en envase agrafado, engatillado o engargolado, (crimping and hook); el paso importante aportado por la nueva técnica fue formar unos ganchos en disposición inversa, de manera que se pudieran enlazar en los bordes a unir del cuerpo. Una vez unidos, se soldaban empleando un soldador manual. Daban mayor rigidez y seguridad a la costura; este procedimiento permitía obtener envases de forma no cilíndrica y aumentar la producción de la latas llegando hasta los 500 envases por minuto.

Agrapado de latas

Este tipo de envases agrafados  fueron considerados para productos como, aceite, pinturas, productos químicos en general, así como algunos alimentos que no requieren de tratamiento térmico para su conservación como galletas y harinas.

En 1861, Pellier en Francia obtuvo una patente de una máquina – engatilladora- que era capaz de preparar los extremos  a soldar, plegando los mismos y formando unos ganchos que una vez unidos y apretados se soldaban con una aleación estaño-plomo en el exterior.

Inicialmente fueron los propios fabricantes de alimentos los que se fabricaban sus envases, pero poco a poco fueron apareciendo fabricantes de latas propiamente dichos. A ello contribuyó el desarrollo de máquinas específicas con un cierto grado de complejidad. Así en 1883 la empresa Norton Brothers Company de Chicago inventó  una formadora de cuerpos (bodymaker) semiautomática, con una soldadora de la costura lateral incorporada, llegando a alcanzar una capacidad de producción de 40 cuerpos/minuto. En menos de una década este equipo fue mejorado y ya fue capaz de rebasar los 100 cuerpos/minuto. La firma Norton Brothers fue creada en 1868 en Toledo (Ohio); inicialmente era una envasadora de vegetales que se fabricaba sus propios envases.  Fue  creciendo y especializándose en fabricación de los mismos, acabando por montar fábricas dedicadas exclusivamente a este mercado.

fabrica latas rectangulares 2

Las investigaciones de Louis Pasteur en Francia en 1860, sobre un nuevo método para eliminar los microorganismos que pueden degradar con el paso del tiempo el vino, la cerveza, o la leche, consistían en elevar la temperatura del líquido a 44°C durante un corto tiempo; sus resultados habían dado origen a un nuevo proceso que actualmente garantiza la seguridad de numerosos productos alimenticios del mundo; había nacido la “Pasteurización”. Luego se comprobó que a temperaturas más altas, era posible destruir las bacterias de descomposición de los alimentos,  permitiendo además reducir los tiempos de proceso. Esto llevó a Isaac Salomón  en  los Estados Unidos en 1861 a agregar cloruro de calcio al agua  del proceso, con lo cual era posible llegar hasta los 115 ºC en baño abierto, lo que permitió la reducción del tiempo de pasteurización de 6  horas a 1 hora.

El proceso de llenado de latas con alimentos (conservas) se realizaba manualmente; la lata tenía un orificio de aproximadamente 4 cm en un extremo, por el cual se introducían el alimento; en este momento comenzaba la etapa de pasteurización o esterilización, según la temperatura y tiempo requerido por el alimento, y se introducía la lata en un baño de agua caliente, cuando aún salía vapor de la lata se tapaba el orificio con una pieza soldada. Al finalizar el proceso se almacenaban las latas en cuarentena para verificar la efectividad del proceso y rechazar las latas “abombadas”, signo que el proceso de esterilización no había sido satisfactorio, lo cual sucedía con regularidad!

Uno de los cambios más radicales en la fabricación de latas para conservas estaba por llegar, debido a que el contacto entre metal y metal, como el que se producía en los cierres agrafados, no era totalmente hermético. Ya había desarrollos en Europa para la utilización de un sello de goma o caucho entre las tapas y el cuerpo de las latas; aunque la idea era buena había que perfeccionarla; se empezaron a utilizar distintos materiales derivados del caucho hasta que en 1896, en los Estados Unidos, Charles Ams  patenta un compuesto de sellado de caucho y goma, y en 1897 junto a su socio Julius Brenzinger patenta una máquina que aplica el compuesto sellante a las tapas y las une al cuerpo de la lata doblando dos veces y aplastando las pestañas de forma similar al agrafado. Este proceso ahora se conoce como “sertido” ó “double seam” y nacen las Latas Sanitarias ¡!!

sertido 2

Para completar el desarrollo de la lata sanitaria, solamente faltaba mejorar las debilidades de la hojalata ante ciertos productos agresivos que corroían el metal; los fabricantes de latas buscaron ayuda en la industria química, y en el año de 1868 se empezaron a utilizar en los Estados Unidos los primeros barnices interiores.

A nivel de los procesos de esterilización, un salto cualitativo fundamental, fue la aparición en 1880 en el mercado del “autoclave”. Consistía en un recipiente que se cerraba herméticamente durante el proceso. Su gran aporte era subir la presión y temperatura de forma significativa, pero además con la posibilidad de ser reguladas a voluntad. La presión interior del envase y la exterior, se equilibraban mejor.

Hacia finales del siglo XIX, la humanidad ya disponía del conocimiento para conservar los alimentos al eliminar los microorganismos patógenos que los degradan; estos procesos de pasteurización y esterilización, solamente estaban esperando el envase en donde realizar el proceso, y aquí fue donde la lata de hojalata que estaba totalmente consolidada hacia inicios del siglo XX  tomó ventaja sobre el vidrio al ser un mejor conductor del calor, más liviano y más productivo.

En los inicios del siglo XX, el desarrollo de las latas continuó. En Europa se desarrollaron una variedad de geometrías de latas: rectangulares, ovales, oblongas, piramidales que representaban los gustos refinados de la Europa de principio de siglo y le daban un toque de distinción a las tradicionales latas cilíndricas. De esta forma comenzó una identificación de las formas con los productos, por ejemplo las sardinas con las latas rectangulares, los mejillones con la lata oval.

latas sardinas

Hasta los momentos no hemos hablado sobre la decoración ó identificación de las latas. Hacia mediados del siglo XIX, la decoración de las latas se realizaba a mano, bien sea pintándolas con pincel o adhiriendo una etiqueta; en algunos casos se realizaba un troquelado en alto o bajo relieve del metal (“embossing”). En Londres alrededor de 1860 Robert Barclay  realiza las primeras pruebas de transferencia de tinta desde un papel a una lámina de hojalata y para 1875 la compañía Barclay & Fry inició la decoración de latas para galletas por el proceso de lithografía Offset.

latas racion guerra

En el verano de 1914 se inicia la primera guerra mundial y nuevamente las latas de conservas van a tener un lugar predominante; los soldados requerían de comida barata y altamente calórica en enormes cantidades; se llegó a hablar de 70 millones de soldados que participaron en dicha guerra durante cuatro años. Casi 20 años después nuevamente el mundo entra en guerra hasta el año de 1945; se estima que participaron más de 100 millones de soldados. Que mejor empaque para transportar todas esas raciones de guerra que las latas!

latas cerveza iniciales

Con la finalización de las guerras mundiales, los objetivos dejan de ser los altos volúmenes de producción, y se retoman las mejoras y las innovaciones. El éxito logrado para conservar por mucho tiempo los alimentos en un envase de hojalata, permitió desarrollar nuevas tecnologías tanto en los materiales como en la tecnología de fabricación: las latas de aerosol (1945), bebidas carbonatadas en latas de hojalata (1948), y las primeras latas de aluminio (1958), desarrollo de latas 2 piezas (1960-1970).    Las latas de aluminio requieren de un tratamiento propio, por esa razón comentaremos de ellas en otra oportunidad.

A nivel de la hojalata, ésta se venía produciendo por el proceso de inmersión del acero en estaño fundido; este proceso dejaba inconvenientes como pérdida de estaño y discontinuidad de la película de estaño aplicada. En 1930 se desarrolló el proceso de estañado por deposición electrolítica, garantizando un cubrimiento de estaño de mejor calidad.

En los años 1960 los conocimientos sanitarios comprobaron la incidencia negativa del plomo en el organismo y se comenzó a cuestionar el uso de las soldaduras con aleaciones estaño-plomo en latas para conservas. En 1970 se encontró una solución ingeniosa que permitía seguir utilizando los actuales formadores de cuerpos (body makers) incorporando un equipo de soldadura eléctrica por punto y así cambiar el sistema de costura agrafada (entrelazado de dos ganchos) y soldada por aleación estaño-plomo por una costura solapada y soldada eléctricamente pero las aplicaciones con electrodos fijos de cobre limitaban la velocidad de trabajo ya que los electrodos se ensuciaban con el estaño. Una empresa suiza Soudronic, comenzó a construir soldadoras donde los electrodos fijos de cobre fueron sustituidos por un hilo de cobre continuo que se desplazaba a la misma velocidad que el envase a soldar; hoy en día ésta es la tecnología generalizada en la fabricación de latas de tres piezas.

En las últimas décadas del siglo XX, los esfuerzos estuvieron enfocados en terminar de corregir el principal inconveniente de las latas: ¿cómo la abro?. A pesar que había una serie de dispositivos accesorios para abrir las latas, no siempre los teníamos a la mano cuando las necesitábamos.

abrelatas

En 1956 Mikola Kondakow en Canadá desarrolla un sistema de apertura (pull tab) para botellas y en 1962 Ermal Cleon Fraze  hace lo mismo para las latas de bebidas: desarrolla una tapa con una lengüeta precortada que al tirar de la argolla se desprendía de la tapa (ring pull) y dejaba una ranura en forma de gota de agua por la cual se vertía el contenido de la lata; había nacido la tapa de fácil apertura! y luego se expandió hacia los demás usos de latas.

pull tab

En los años 60 y 70 del siglo XX la evolución en la fabricación de latas dio un nuevo gran paso: el desarrollo de las latas de dos piezas elaboradas por un proceso de embutición; primero para las latas de aluminio y luego para las de hojalata. Este proceso que requiere de aleaciones especiales en los metales, ha reducido los costos al aumentar las velocidades de fabricación porque no se requiere doblar y soldar una lámina para formar el cuerpo, sino que por procesos continuos de embutición partiendo de un disco se obtiene el fondo y el cuerpo de la lata de forma simultánea.

Hoy estamos acostumbrados a ver cientos si no miles de productos empacados en distintos tipos de latas. La lata de hojalata tiene más de 200 años, y se mantiene completamente vigente, más aún cuando hablamos del medio ambiente, ya que es uno de los materiales más fáciles de separar en los basureros o rellenos sanitarios por su propiedad magnética. Tal era el magnetismo de la latas que Andy Warhol utilizó en las latas de Sopas Campbell´s como ícono en su Arte Pop.

lata campbells

Bibliografía y Webgrafía:

1) Mundo Latas .com: http://www.mundolatas.com

 2) SteelCan  S.R.L Argentina:   http://www.steelcan.com.ar/esp/mainmenu.html

3) BCME Can makers http://www.canmakers.co.uk/education/history-of-the-can

4) Can Manufacturers Institute:  http://www.cancentral.com/

5) Wikipedia:www.wikipedia.com

6) Revista Tecnovet Chile: http://www.tecnovet.uchile.cl/index.php/RT/article/view/5221/5101

7) Modern Mechanix.com: http://blog.modernmechanix.com/romance-of-the-tin-can/1/#mmGal

8) Canned food.org: http://www.cannedfood.org/files/library/pdfs/History-can.pdf

9) Google patents: http://www.google.com/patents?id=SPtYAAAAEBAJ&pg=PA1&dq=Ezra+J.+Warner&hl=es&source=gbs_selected_pages&cad=1#v=onepage&q=Ezra%20J.%20Warner&f=false

http://www.google.com/patents/US58554?dq=j.+osterhoudt&hl=es&sa=X&ei=A_dBUduADoW64AOEtIDoDw&ved=0CDoQ6AEwAg

http://www.google.com/patents/US1167351?pg=PA1&dq=Julius+Brenzinger+can+heading+machine&hl=es&sa=X&ei=8PhBUbLxDfPk4APmuIFA&ved=0CDoQ6AEwAjgU#v=onepage&q=Julius%20Brenzinger%20can%20heading%20machine&f=false

10) Introduction To the Tin Can. Jane Busch. Historical Archaeology: http://www.jstor.org/stable/25615391

11) Malaysian Food Canners´ Association http://www.mfca.org.my/index.php?page=canHistoryTimeline

12) The Business of Canning – Early Attempts: http://www.perinton.org/Data/Documents/Historian/columns/Canning%20part%20one.pdf

13) Envapack: La Historia de la Hojalata del Imperio Romano a nuestros días: http://www.envapack.com/la-historia-de-la-hojalata/

14) Diplomado Envapackhttp://www.envapack.com/diplomado

15) Best in Packaging. http://bestinpackaging.com/2012/10/14/beverage-can-ends-and-its-opening-devices/#more-5186

16) Soudronic AG: http://www.soudronic.com/

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El Envase de Vidrio: Una historia moldeada con Fuego y Arena

Cuesta creer que las mezclas de algunos tipos de arenas sometidas a altas temperaturas vaya a originar un material transparente tan duro y frágil a la vez como el vidrio!!. 

Obsidiana

El conocimiento del vidrio por la humanidad se remonta desde 4000 AC, pero no como lo conocemos hoy en día, sino como una roca ígnea volcánica, la Obsidiana; esta era apreciada en la edad de Piedra, no solamente como ornamento, sino por su filo al ser cortada, lo que permitía elaborar cuchillos, flechas y lanzas.

Hacia los años 3000-3500AC en Egipto se han encontrado piezas y cuentas de collar de cierto material cerámico vítreo, ese material es conocido como Fayenza y se obtenía mezclando arena o cuarzo granulado con un aglutinante alcalino y se calentaba en un horno donde se obtenía una pieza con acabado vítreo superficial.

Nuevamente, la historia nos hace referencia a los descubrimientos accidentales; según cuenta el historiador Plinio el Viejo (Gayo Plinio Cecilio Segundo), nacido en Italia en el año 23 DC, en su obra Historia Natural  (Naturalis Historia) , en la cual recopila importantes conocimientos científicos de la antigüedad que abarcan la botánica, la zoología, la mineralogía, la medicina y la etnografía. Unos mercaderes que se dirigían a Egipto para vender un mineral conocido como Natrón (Carbonato de Sodio), que era utilizado en la momificación así como también en la fabricación de la Fayenza;  se detuvieron a cenar a orillas del río Belus, en Fenicia (Siria). Como no habían piedras para calentar sus ollas, decidieron utilizar trozos de Natrón; a la mañana siguiente vieron asombrados que las piedras se habían fundido y su reacción con la arena de la playa había producido un material duro y brillante: había nacido el Vidrio!

La fabricación del vidrio floreció en Egipto y Mesopotamia hacia los años 1200AC, produciendo vidrio claro con sílice pura y era coloreado con azul y verde; el mismo se presionaba sobre moldes para obtener formas de envases como vasijas y platos

Cuando los Fenicios inventan el soplado del vidrio hacia los años 300AC, la producción de envases de vidrio no sólo se incrementa, sino que permite la elaboración de contenedores redondos y cerrados.

Como en muchos otros casos, no se sabe quién inventó la primera botella, y seguramente se inventó de manera simultánea por diferentes grupos humanos durante la prehistoria. Se han encontrado restos de botellas hechas de arcilla y otros materiales, que datan de tiempos prehistóricos.

Las primeras botellas de vidrio las fabricaban los Fenicios para sus perfumes; se han encontrado muestras de estas en Chipre y Rodas. No es de extrañar  que los primeros testimonios del vino en recipientes de cristal provienen de Roma en el siglo III AC., aunque en aquellos momentos el vidrio era un material demasiado delicado y costoso como para dedicarlo a la conservación del vino, se usaba exclusivamente para servirlo o beberlo y las jarras eran de proporciones muy diferentes a las actuales; mucho más anchas que largas, para hacerlas más robustas.

Posterior a la caída de Egipto iniciada por Alejandro Magno, el poder en Egipto quedó sometido a los romanos, quienes asimilaron técnicas y fórmulas antiguas en diferentes áreas de trabajo, como la elaboración del vidrio con el método del soplado a la caña. Luego los romanos aplicaron estos conocimientos a la fabricación  de botellas de vidrio. Durante el Imperio Romano se desarrolló el vidrio transparente al incorporarle óxido de manganeso, así como la mayor parte de las técnicas decorativas sobre vidrio que conocemos hoy en día; su producción se extendió a todo lo largo del imperio desde el Mediterráneo hasta el Atlántico.

Los Romanos al desarrollar el proceso de soplado del vidrio, aumentaron la producción  haciendo más accesible el uso del vidrio y rápidamente descubrieron lo excelente que es para almacenar el vino ya que no modifica su sabor y por su transparencia a diferencia del ánfora, se puede ver cuanto vino queda.

Aunque el vidrio se consolidaba como recipiente ideal para contener vino, no podemos considerar este recipiente un envase o botella de vidrio ya que faltaba el cierre de mismo, esto ocurrirá hacia finales del siglo XVIII.

Durante la edad media, el oscurantismo también afectó el desarrollo del vidrio, su textura adquirió una coloración verdosa con la incorporación de plantas marinas traídas del Mediterráneo y la técnica prácticamente se estancó hasta la llegada del Renacimiento.

A partir del siglo XIII se inician los grandes centros de fabricación de vidrio como Murano en Venecia, Italia;  y en el siglo XVI tenemos a  Bohemia, en República Checa hoy en día.

Un hito en el desarrollo del vidrio lo incorporó el inglés George Ravenscroft, con la invención del vidrio de cristal de plomo, también conocido como vidrio Flint.  En 1674  Ravenscroft  recibe una patente por la obtención de un vidrio  que igualaba la calidad de transparencia del cristal de Roca.

La adición de óxido de plomo en los ingredientes para la fabricación de vidrio, lo hacía más suave y fácil de soplar, con lo cual se incorporaban menos burbujas en la masa, otorgándole al vidrio un mejor índice de refracción, brillo, resistencia y belleza. Gracias al descubrimiento de Ravenscroft aparte de poder disfrutar los lentes ópticos, telescopios y microscopios; disponemos de una de las principales características de los envases de vidrio: su transparencia, esta cualidad no pudo ser igualada hasta el siglo pasado con el desarrollo de los polímeros, específicamente el “PET”.

Pero a nivel de los envases, la composición del vidrio que más nos interesa es el vidrio sodio-cal o mejor conocido como vidrio común, que se obtiene llevando a 1500°C la siguiente mezcla de compuestos:

Sílice-Dióxido de silicio (Sio2)… 70-72%

Soda (Na2O)……………………………..13-15%  Otorga propiedades de Fundición y Moldeo

Cal (CaO) ………………………….12%    Otorga estabilidad Química

Alúmina (Al2O3)…………………….2%    Otorga Resistencia Mecánica

Otros…………………………………1%   Transparencia y colores

A partir de ahora nos vamos separar de la historia del vidrio como materia prima y nos adentraremos en la historia de la botella de vidrio. El envase de vidrio, gracias a sus cualidades específicas es junto a la cerámica el material más antiguo y más utilizado por el hombre para la conservación de sus productos; uno de los productos al cual desde sus inicios estuvo asociado el vidrio es al vino.

Durante el siglo XVIII,  el vino se vendía en barriles (antes en ánforas) y para conservarlo se colocaba una capa de aceite de oliva en la superficie para evitar la oxidación, luego se envasaba en botellas en las tiendas de los comerciantes (detallistas); y al igual que hoy día, esta práctica se prestaba a adulteraciones, fraudes y cambios en el contenido, ya que las botellas eran sopladas a mano teniendo grandes variaciones en su tamaño, por lo que los consumidores nunca sabían exactamente cuanto vino estaban recibiendo; esto originó que algunos poblados se  prohibiera la venta a detal en botellas y los consumidores tenían que traer sus propios envases.

Las botellas de vidrio para vino eran fabricadas de forma globular con cuello alto, cónico y un collar; las llamaban botellas cebollas (Onion Bottle) debido a que es más fácil obtener esta forma al tratar el vidrio soplado.

onion bottle

La botella de vidrio que conocemos hoy en día fue creada en Inglaterra por Sir. Kenelm Digby durante el año de 1630. Digby era un filósofo y diplomático propietario de una fábrica de vidrio. Su técnica de fabricación era utilizar un horno de carbón, con un túnel de viento, y una mayor proporción de arena de potasa y cal que lo habitual.

La técnica de Digby producía botellas de vino que eran más fuertes y más estables que las fabricadas para la época, y adicionalmente por su color verde o marrón, protegían al vino embotellado de la luz, retardando su degradación.

Las botellas anteriores tenían forma redondeadas, y la botella de Digby al tener forma de cilindro en vez de esfera, era más fácil de almacenar horizontalmente.

Cada región ya comenzaba a disponer de un vino con sabores, cualidades y características de sus semillas, tierras y viñedos. Estaba naciendo la “denominación de origen” o lo que a nivel del consumo masivo conocemos como “Branding”.

Un monarca o aristócrata (por ejemplo de Inglaterra) podía tener una preferencia particular sobre un vino de otras tierras (por ejemplo Francia, Italia, etc.) y con el desarrollo de comercio ya existente no debía haber inconvenientes para transportarlo; el problema estaba en que el sabor ya no era el mismo. Para evitar estos problemas, el vino más fino se embotella en el lugar de producción pero se necesitaba un cierre que permitiera conservar la hermeticidad de la botella, y ese cierre fue el corcho!!

El corcho moderno fue inventado por un monje de la Abadía de Hartvillers, ubicada en la región de Champagne, Francia, y su nombre por supuesto que lo conoces: Don Pierre Pérignon. En el año de 1668 fue trasladado a la abadía y estuvo dedicado a la custodia del sótano donde se guardaba la producción del vino. Cuenta la leyenda que un día del año 1670, oyó la explosión de una botella de vino en la bodega. Se acercó, probó el vino derramado y gritó a sus ayudantes: “Venid, deprisa, estoy bebiendo estrellas”.
Esta “explosión” fue debida, como hoy se conoce perfectamente, a la fermentación espontánea del vino, debida al azúcar que contiene con la consiguiente producción de gas carbónico, que hizo explotar la botella.

A partir de este momento el afán de Pérignon fue conservar estas burbujas en el vino. (Este método de producción hoy se conoce como champenoise).
Tuvo que enfrentarse a dos problemas básicos, lograr que el gas no se saliera de la botella y que esta no estallase debida a la alta presión.

Hasta ese momento las botellas eran de un cristal fino de baja calidad que se taponaban con un taco de madera cubierto de un tejido aceitado. Las botellas de Digby resolvieron el problema de poca resistencia del vidrio y el problema del cierre lo resolvió tras descubrir un nuevo tipo de tapón, de corcho, que vio utilizar para tapar la cantimplora de unos peregrinos procedentes de San Feliu de Guixols. En sus casos, utilizaba grandes tapones de corcho que una vez hervidos y aún calientes introducía en el cuello de la botella y sujetaba con alambres. Al enfriarse el corcho y recuperar su volumen normal cerraba la botella herméticamente.

En pleno desarrollo de las guerras napoleónicas la necesidad de extender la vida de los alimentos origina una de las historias más interesantes en los empaques; que inicia con un premio de 12.000 francos y termina con el desarrollo del envase metálico para conservas; el premio lo gana Nicolás Appert en 1810 al colocar alimentos en botellas de vidrio con tapones de corcho amarrados con alambre y sellados con cera; estas botellas de vidrio eran sometidos a un calentamiento durante largo tiempo, de esta forma se inicia la técnica de conservación de alimentos por calor.

En el siglo IXX con el pleno auge de la  revolución industrial se desarrolló el molde de dos piezas como conocemos hoy en día fijando el final de las botellas sopladas y la industria encontró los modos de hacer botellas personalizadas por volumen y regiones.

Buscando nuevas aplicaciones para los envases de vidrio, se comienzan a elaborar envases similares a las latas para preservar alimentos, con la ventaja de que se puede ver el producto y el contenido no va a afectar el envase, como sucede con los alimentos ácidos que oxidan las latas

En 1858 se patenta en Philadelphia la Jarra Mason (también conocida como Ball Jar); la misma tenía una rosca externa en la boca para ajustar a una tapa metálica la cual disponía internamente un anillo de goma que al asentar sobre la jarra creaba un sello hermético.

En 1872 el ingeniero inglés, Hiriam Codd patenta una ingeniosa y curiosa botella que busca encontrar una solución al embotellamiento para agua gasificada así como otras bebidas carbonatadas; la botella Codd contiene una esfera de vidrio en su interior que bajo la presión del gas hace un sello perfecto con la boca de la botella. Las botellas eran llenadas boca abajo y  para servir la bebida, la bola era empujada hacia una cámara para no obstruir el líquido. Esta botella se convirtió en un estándar en Europa y el Imperio Británico.

En plena revolución industrial, los envases de vidrio ya tenían una posición relevante; lo que hacía falta era producirlas en forma masiva.

En 1881 y 1886, Philip Arbogast (EE UU) y Howard Ashley (Inglaterra) desarrollaron máquinas para elaborar botellas de forma semiautomática. Hacia 1893, la máquina de Arbogast era usada para tarros de vaselina y tarros de fruta. Por 1904, Michael Owens había diseñado una máquina para fabricar botellas de forma totalmente automática; hacia 1909 su maquinaria podía producir botellas a una velocidad de hasta 240 botellas por minuto y reducir los costos de mano de obra en un 80%. En 1929 la compañía Owens Bottle Company se asoció con la Illinois Glass company dando origen a la Owens-Illinois Glass Company, la cual se convertiría en una transnacional que cuenta con filiales alrededor del mundo.

A partir de los años 1920 la evolución de los envases de vidrio estuvo centrada en las mejoras de productividad, costos y nuevas formas de envases, en gran medida gracias al aporte de Henry Ingle en 1923 con el desarrollo del alimentador de gota, el cual controla la cantidad de vidrio hacia los moldes.

A partir de los años 1950, el crecimiento de la industria de envases de vidrio comenzó a estar amenazada por un nuevo material de empaque: los Polímeros ó Plásticos!!  y desde los años 60 estos nuevos materiales comenzaron a desplazar las botellas de vidrio en nuestros hogares.

Hoy en día debido a su alta densidad (peso del envase), fragilidad y costos, el mercado de envases de vidrio se ha contraído para dar paso a los envases de metal y plásticos; pero por la imagen de pureza, transparencia y estabilidad química que tiene el vidrio, su mercado se ha concentrado en los productos de alto valor agregado así como productos que tiene una alta imagen de calidad.

Entre las cualidades donde el vidrio sigue siendo imbatible en el mundo del empaque tenemos: un material  100% natural, abundante en la naturaleza y 100% reciclable; es químicamente inerte por lo que no afecta los sabores y colores de los productos que contiene, garantiza la conservación de los productos por ser impermeable a los gases, vapores y líquidos.

Bibliografía y Webgrafía

1) Asociación Nacional de Fabricantes de Vidrio: http://www.anfevi.com/historia.php

2) Wikipedia: www.wikipedia.com

3) About Inventors: http://inventors.about.com/od/gstartinventions/a/glass.htm

4) British Glass : http://www.britglass.org.uk/history-glass

5) Corning museum of Glass http://www.cmog.org/collection/galleries/roman-glass#.UM46YeTuSa5

6) Glass Packaging Institute: http://www.gpi.org/learnaboutglass/historyofglass/History_of_Glass.pdf

7) Great Glass: http://www.great-glass.co.uk/glass%20notes/history.htm

8) American Society of Mechanical Engineers: http://files.asme.org/ASMEORG/Communities/History/Landmarks/5612.pdf

9) Diplomado Envapackhttp://www.envapack.com/diplomado

10) The Ball Jar Collectors web site: http://www.balljars.net/

11) Owens-Illinois Company: http://www.o-i.com/

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El tradicional, La Bolsa de Papel

Quizás la bolsa de papel es uno de los envases más tradicionales y más allegados al hogar.

Recordemos que previo a la revolución industrial los productos se adquirían en mercados y almacenes;  los mismo estaban a granel en barriles y el tendero nos llenaba una bolsa de papel para que lleváramos el producto a la casa; esta tradición continuó aún en los automercados y supermercados de hoy en día, con la diferencia  que el material de las bolsas fue sustituido por materiales plásticos.

Se le atribuye al Botánico Francis Wolle nacido en Jacosburg Pensilvania, el invento de la bolsa de papel y de la primera máquina para fabricar bolsas de papel en 1852 que fue patentada en Estados Unidos y posteriormente en Francia e Inglaterra.

Pero a sus inicios la bolsa de papel no tuvo muy buena acogida, en primer lugar porque apenas se estaba descubriendo la celulosa (Meillier, 1852) y la obtención de la pulpa era todavía por procesos mecánicos (Gottlob Keller, 1850); por otro lado introducir un nuevo concepto para sustituir la bolsa de tela o cajón de madera utilizado para llevar los productos del mercado a la casa no era fácil.

Con el tiempo las ventajas de la bolsa de papel fueron prevaleciendo y cada vez era más común el uso de bolsas de papel, lo cual atrajo la atención de otros emprendedores que desarrollaron sus propias máquinas. En 1869 Wolle con su hermano y otros fabricantes fundaron la “Union Paper Bag Machine Company”.

El uso de la bolsa de papel estaba consolidado, pero había potenciales de mejorar el concepto; las primeras bolsas eran simplemente un tubo de papel pegado a mano con forma de V en el fondo, muy parecido a un sobre grande. No se tardó mucho hasta que una empleada de la “Columbia Paper Bag Company” en Springfield, Massachusetts, llamada Margaret Knight, inventó un dispositivo para cortar, doblar y pegar partes inferiores de la bolsa y originar un fondo plano, similar al que hoy conocemos.

Margaret Knight es considerada la versión femenina de Thomas Alva Edison. Ya tenía varios inventos en su haber antes de trabajar para la “Columbia Paper Bag Company”; ella estaba sorprendida de lo lento del proceso para fabricar bolsas y su ingenio empezó a trabajar al respecto; en un mes ya tenía los primeros bocetos del dispositivo y en 6 meses tenía un modelo en madera de la máquina.

Después de hacer miles de bolsas de prueba en la máquina de madera comenzó a trabajar sobre un modelo en hierro para solicitar su patente; se instaló en un taller local y en colaboración con el maquinista del taller comenzó a armar su prototipo; después se mudó a Boston para perfeccionar su invento con otros dos maquinistas; aquí conoció a Charles Anan, el cual con el permiso de Margaret examinó su trabajo y le dio el visto bueno.

Unos meses más tarde, Margaret Knight solicita la patente de una máquina para hacer fondos planos en las bolsas de papel, pero se consigue con la sorpresa que su solicitud de patente es rechazada, ya que había sido concedida a Charles Anan!!!

Margaret a sus 33 años comenzó una lucha legal para demostrar que Annan había plagiado su invento con la misma energía que aplicaba a sus inventos; el principal alegato de Annan fue que una mujer no podía entender las complejidades mecánicas de la máquina!!!.

Gracias a las cuidadosas anotaciones de Margaret en su diario, dibujos y testigos de sus pasos previos, el tribunal falló a su favor y obtuvo la patente en 1871; posteriormente se asoció con un hombre de negocios en Massachusetts y estableció la Eastern Paper Bag Co. recibiendo regalías por su invento.

Aunque Margaret recibió su primera patente a la edad de treinta años, a los doce ya había inventado un aparato para mejorar las máquinas textiles y evitar que los obreros resultaran heridos. En total recibió 26 patentes más a lo largo de su vida que van desde las áreas textiles, construcción y mecánica.

Regresando a la historia de la bolsa papel, es el turno de Charles Stilwell nacido en Fremont , Ohio. En 1883 patentó una máquina que fabrica bolsas de papel de fondo cuadrado y se dobla completamente para su almacenaje. Mejoró el concepto de la bolsa de papel con fondo plano al añadirle bordes doblados o plegados; estas características diferenciaron  sus bolsas respecto a las  predecesoras permitiéndole gracias a su diseño mantenerse en pie así como abrirse, plegarse y apilarse fácilmente.

La idea de Stilwell fue una maravilla por su propia sencillez: permite que su bolsa  se abra por sí misma, instantáneamente, en toda su amplitud y sólo con una sacudida de muñeca. Sin embargo, la característica que entusiasmó a los vendedores de comestibles, y a todos los que utilizaban este tipo de envase, fue su capacidad para mantenerse por sí misma en posición vertical, totalmente abierta.

Estas bolsas fueron apodadas como S.O.S  (Self-Opening Sack), bolsas de apertura automática.

Stilwell no se hizo rico con su invención innovadora ya que su patente fue cedida a la compañía Union Paper Bag Company of Philadelphia.

El auge de la bolsa de Stilwell llegó a implantarse en los supermercado en Norteamérica a principios de los años treinta, pero esa demanda no hubiese podido ser satisfecha sin la mejora que realizó William Purvis   (el mismo que inventó la pluma fuente!).

Purvis incrementó sustancialmente la velocidad de producción de bolsas de papel al incluir un dispositivo que funciona por medio de succionadores y vacío permitiendo el doblado del fondo de la bolsa a mayor velocidad.

Ya entrando en el siglo 20, Walter H. Deubner tenía una tienda de abarrotes en St. Paul, Minnesota, y gracias a su observación meticulosa nota que sus clientes tienen dificultades para llevarse los productos que compran  a sus casas, ya que no pueden cargar las bolsas de papel y esto a su vez limita sus ventas.

Le tomó cuatro años para desarrollar la solución adecuada: un paquete prefabricado, de bajo costo, fácil de usar y lo suficientemente fuerte como para transportar hasta a setenta y cinco libras de alimentos (34Kg).

El paquete consistía en una bolsa de papel con un cordón recorriendo a través de la bolsa  para ofrecer la resistencia requerida y la llamó “Bolsa de Compras Deubner”, vendiéndola  por cinco centavos. Deubner patentó su producto y en el plazo de tres años, en 1915, estaba vendiendo más de un millón de bolsas de la compra al año.

A pesar de que las bolsa de papel por temas de costos ha sido sustituida en gran medida por bolsas plásticas, la idea de Francis Wolle de un empaque de transporte desde el mercado al hogar sigue vigente, y cambiarán las formas y los materiales de acuerdo a las necesidades de la época: mientras existan los mercados las bolsas estarán presentes.

Bibliografía y Webgrafía

1) The origins of paper based packaging, The future of Marketing past. Diana Twede. MichiganStateUniversity, East LansingMI, USA.

2) Sac à Baguette:http://www.sacabaguette.com/story.php

3) Wikipedia: http://www.wikipedia.org/

4) Forrest Preserve District of Cook County (IL) http://www.newton.dep.anl.gov/natbltn/400-499/nb438.htm

5) The Museum of Modern Art:  http://www.moma.org/explore/inside_out/2010/11/03/in-the-bag

6) ASME (American Society of Mechanical Engineers) http://www.asme.org/kb/news—articles/articles/diversity/margaret-knight

7) The United States Patent and Trademark Office:  http://www.uspto.gov/

8) Google Patents: http://www.google.com/patents

9) Famous Womens Inventors:  http://www.women-inventors.com/Margaret-Knight.asp

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