Plásticos, un impulso para la construcción

La industria plástica acompaña al sector de la construcción en los desarrollos tecnológicos necesarios para su progreso. Ahora que se espera una reactivación mundial de la construcción, el plástico será noticia.

No ha habido prácticamente ningún sector industrial que se haya visto tan afectado por la crisis económica de 2009 como la construcción. La venta de tubos, perfiles y placas ha caído drásticamente: Tanto los fabricantes de productos semiacabados y transformadores como los constructores de maquinaria tuvieron importantes problemas desde finales del año 2008, aplicaron reducciones de jornada y en parte incluso redujeron capacidades. Sin embargo, en 2010, año de realización de la feria K, los fabricantes de tubos, perfiles, placas y materiales aislantes esperan una revitalización de su negocio.

La situación actual de mercado es difícil de estimar. Aunque resulta complicado conocer las cifras exactas, parece que a mediados de 2009 la crisis tocó fondo y que, desde entonces, el mercado se ha estabilizado en un nivel bajo. Si se toma como indicador el mercado estadounidense, donde el mercado de la vivienda se hundió completamente en 2007 y 2008, incluso parece que puede esperarse un ligero impulso para el plástico en la construcción. Esta estimación se basa en un estudio publicado a principios de 2010 por la firma de investigación de mercado Freedonia Group (Cleveland, OH, EE.UU.). La recuperación del mercado podría impulsar especialmente productos como revestimientos, tubos, ventanas, puertas, listones decorativos, vallas y revestimientos para suelos.

Según esta institución, el crecimiento mundial en el sector de la construcción en los años 2008 a 2013 con una media del 2,9 % anual quedará bastante por debajo del crecimiento de los años 2003 a 2008, ya que la media durante los mismos fue del 7%. Solamente en los aislamientos, con una media del 3,8% para los años a 2013, la caída del crecimiento no será tan grande como en los cinco años anteriores, que fue del 4,4%.

Para la fabricación de placas XPS han demostrado su eficacia las combinaciones de instalaciones de dos extrusores, como ésta de un extrusor de dos husillos y uno monohusillo.Foto: KraussMaffei Berstorff Si se toma en consideración la situación del mercado de los diferentes productos, llama la atención que el negocio de los perfiles ha caído mucho más que el negocio de tubos, y estos dos han ido mucho peor que el negocio de las placas para aislamientos. Teniendo en cuenta la escasez de recursos y la creciente concienciación respecto a la energía, así como muchos programas de subvenciones estatales para medidas de aislamiento térmico, es lógico que se vendan especialmente las placas espumadas. Para la fabricación de las llamadas placas XPS (poliestireno extruido) han demostrado su eficacia las combinaciones de instalaciones con dos extrusores. Mientras que el primer extrusor se encarga de la fusión y homogeneización, el segundo actúa como extrusor enfriador. KraussMaffei Berstorff, de Múnich/Hannover, ofrece para ello una combinación de un extrusor de dos husillos y uno monohusillo. Con las instalaciones Schaumtandex pueden fabricarse también placas termoaislantes que se espuman con CO2 en lugar de CFCs. Este método se impone cada vez más por ser ecológico. El fuerte hundimiento del mercado de perfiles – los expertos del sector hablan de retrocesos de hasta el 70% para el año 2009 – tiene dos motivos principales: al contrario que el sector de tubos, que está representado con sus productos en muchas áreas de aplicación, el sector de perfiles depende mucho de un producto, los perfiles principales para ventanas. Cuando baja la demanda de éste, como ahora con la crisis, los extrusores de perfiles no tienen casi posibilidades de compensar el retroceso con otro producto. El PVC sigue siendo el material preferido Después de largas y en parte muy polémicas discusiones sobre el PVC, este material no sólo pudo establecerse para la fabricación de perfiles, sino también rehabilitarse. Una gran parte de la mejora de la imagen del PVC se debe a Bonner Arbeitsgemeinschaft PVC und Umwelt e.V. (AgPU). AgPU ha demostrado a través de proyectos muy diversos que el PVC es reciclable: En Alemania se recogen y reciclan cerca de 80% de todas las ventanas antiguas, gracias a Rewindo, la agrupación de los principales fabricantes alemanes de perfiles de plástico. Según Werner Preusker, director de AgPu, unas 70 empresas viven del reciclaje de PVC. Este enfoque integral abre nuevas oportunidades de futuro para la industria del PVC y las aplicaciones de dicho material en la construcción, tanto en Alemania como en Europa. En total, los fabricantes europeos de perfiles para ventanas elaboraron en 2008 más de 1,6 millones t de PVC y con más de 20.000 trabajadores, obtuvieron unas ventas de más de 4.000 millones de euros. Entre los nuevos desarrollos del sector se incluyen perfiles de colores, perfiles con más de cinco cámaras y profundidades de montaje de más de 80 mm, así como perfiles con capa interior reciclada. Mientras que en Europa del Este la demanda principal es de ventanas estándar blancas, en Europa Occidental aumenta considerablemente la demanda de perfiles de color. Especialmente para las zonas climáticas cálidas, Renolit AG de Worms desarrolló la Solar Shield Technology (SST). Esta innovadora tecnología aprovecha el comportamiento de reflexión de los pigmentos colorantes para rechazar la radiación térmica y hace que los perfiles forrados con hoja plástica incluso con temperaturas superiores a 70 º C no alcancen su límite de estabilidad máxima

Los perfiles para ventanas de colores están de moda. Foto: Profine Las elevadas exigencias de ahorro de energía en Europa Occidental y principalmente en Alemania impulsan la demanda de perfiles principales para ventanas con seis y más cámaras y profundidades de montaje de más de 80 mm. Este tipo de perfiles se usan principalmente en casas pasivas. Con un nuevo perfil para ventanas que contiene una capa interior de material reciclado en un 50%, profine GMBH de Berlín, realiza su contribución activa respecto a la protección medioambiental. Este perfil es un producto valioso comparable a cualquier otro de fabricación corriente. A pesar de la gran aceptación de los perfiles de PVC, el último año y medio ha estado marcado por la fuerte recesión, lo que ha tenido como consecuencia una fuerte caída de las ventas para los constructores de instalaciones de extrusión. Wolfgang Studener, desde hace muchos años director de Battenfeld Extrusionstechnik GmbH, de Bad Oeynhausen, predijo en 2008 la orientación de su sector en el marco de una entrevista: "A medio plazo esperamos que se produzca una gran necesidad de inversión en la construcción de vivienda, ya que el parque de vivienda antigua, tanto casas como pisos, tiene que modernizarse debido a los crecientes costes energéticos. Por lo tanto, los constructores de máquinas deben mantener un alto nivel para estar bien preparados". Este objetivo se ve favorecido también por las fusiones y cooperaciones estratégicas del sector. Por ejemplo, HTI AG reunió a mediados de 2009 a las empresas austriacas Theysohn, Technoplast y Topf para la extrusión de alta tecnología para el sector de PVC. KraussMaffei Berstorff y Greiner Extrusion GmbH, de Nußbach, así como Cincinnati Extrusion GmbH de Viena, Austria y Gruber & Co. Group GmbH, de Pettenbach, también en Austria, cooperaron en el campo de la extrusión de perfiles y conjuntamente ofrecen instalaciones completas. Cincinnati y Gruber presentaron en 2008 una instalación de alto rendimiento con herramienta de doble ramal, que en la fabricación de un perfil de 5 cámaras superó la marca de 1.000 kg/h. Las instalaciones completas proporcionan normalmente al cliente una solución de máquinas adaptadas entre sí con una buena relación precio/rendimiento, de un único proveedor. Battenfeld Extrusionstechnik se ha especializado en líneas completas, que además ofrece líneas estandarizadas a un precio especialmente atractivo para diferentes aplicaciones del sector de perfiles: winBEX para perfiles de ventanas, techBEX para perfiles técnicos y miniBEX para perfiles pequeños. El mercado de perfiles de WPC sigue creciendo Además, existen perfeccionamientos y potenciales de crecimiento importantes para los Wood-Plastics-Composites (WPC), los materiales compuestos de plástico y fibras de madera. Según la información de nova-Institut GmbH de Hürth, estos productos alternativos tienen un volumen de ventas creciente incluso en tiempo de crisis. Actualmente se han producido ya en todo el mundo más de 1,5 millones de t de WPC, principalmente en Norteamérica (aprox. 1 millón de t), China (200.000 t), Europa (170.000 t) y Japón (100.000 t). También Ulrich Reifenhäuser, Director General de Reifenhäuser GmbH & Co. KG Maschinenfabrik, de Troisdorf, cree que el interés por los "productos casi de madera" es muy grande. Especialmente en Alemania, Europa del Este y Rusia hay mucha demanda de WPC's, aunque actualmente este gran interés no se ha visto reflejado todavía en una gran cantidad de pedidos de máquinas. Mientras que en Estados Unidos los WPC se utilizan principalmente como productos de construcción para cercado, vallado y chapado, en Europa se usan también en la industria de automoción, así como en otros sectores. Pero también en este caso el producto principal son las tablas para pisos, que son especialmente apreciadas en exterior – en terrazas y lugares públicos – debido a que no necesitan mantenimiento y la resistencia a la intemperie, como alternativa a las maderas tropicales. El volumen de ventas de los denominados perfiles para empavesamiento aumenta anualmente en dos dígitos. Un ejemplo de un revestimiento para suelos de WPC es el sistema para terrazas premium Relazzo desarrollado por Rehau GmbH, para el que el fabricante de perfiles ha desarrollado también el compuesto. Un producto totalmente nuevo de WPC fue lanzado al mercado por Tech-Wood International Ltd. de Kent (GB), llamado simply housing. Se trata de un sistema modular para la construcción fácil y rápida de casas completas de perfiles de plástico reforzados con fibras de madera. Por ejemplo, especialmente para la fabricación de perfiles de WPC, Battenfeld-Cincinnati ofrece su serie de extrusores cónicos de husillo doble Fiberex con equipo posterior adaptado. Reifenhäuser presentó recientemente una línea de extrusión directa BiTrudex con una combinación de extrusor monohusillo y uno de doble husillo en marcha contraria, que alcanza una velocidad de extracción de 2 m/min. Un concepto de máquina totalmente nuevo, idóneo también para la elaboración de compuestos de WPC, entre otras cosas, ha sido desarrollado por la empresa austriaca MAS Maschinen und Anlagenbau Schulz GmbH de Pucking. El nuevo Conical Technology Extruder es un extrusor cónico de marcha sincrónica, que combina las ventajas de ambas tecnologías de maquinaria. En los tubos, el estándar es el material multicapa En todo el mundo, durante 2008 se elaboraron 16 millones de t de plásticos para fabricar tubos. También aquí es la materia prima preferida, con una proporción en torno a un 65% de PVC, seguido por el PE y el PP. Con un incremento de los costes de materias primas y de energía, así como requisitos cada vez mayores para la funcionalidad de los tubos, según Battenfeld-Cincinnati tienen cada vez más demanda los tubos multicapa. Aproximadamente la mitad de todas las líneas de extrusión de tubos de Bad Oeynhausen se ha diseñado para tubos multicapa. Por ejemplo, los tubos multicapa típicos son los tubos de presión de HDPE con capa protectora exterior de PP contra golpes e impactos, tubos de PEX con capa de EVOH interior como barrera de oxígeno, tubos de descarga de PP con capa intermedia espumada para insonorización y reducción de peso, así como tubos protectores de cables de HDPE con capa interior de silicona como ayuda de deslizamiento. Debido a su gran funcionalidad, así como su adaptabilidad a la tarea respectiva, los tubos de plástico conquistan desde hace años nuevos campos de aplicación y reemplazan cada vez más en el mercado a los tubos metálicos corrientes.

Los tubos de tres capas de PP-R con capa intermedia reforzada con fibra de vidrio pueden reemplazar a los tubos de calefacción y sanitarios corrientes para el transporte de agua fría y caliente: convencen por su rigidez y módulo E especialmente altos. Foto: Battenfeld-Cincinnati Los proveedores de instalaciones de extrusión de tubos conceden gran importancia a satisfacer siempre los requisitos cambiantes y tener preparados los equipos adecuados para los nuevos productos y materiales para sus perfeccionamientos. Por otra parte, tienen también en cuenta el deseo de lograr líneas de alto rendimiento y que ahorren energía, para poder ofrecer a sus clientes soluciones especialmente económicas. Entre los proyectos más recientes de la empresa KraussMaffei Berstorff se incluye una línea de extrusión para tubos multicapa de PP para la construcción de pozos, así como una instalación completa para la fabricación continua de tubos de PUR envueltos en espuma para el transporte de medios fríos o calientes.Battenfeld-Cincinnati presentó recientemente una solución de extrusión a la medida para tubos de 3 capas de PP-R reforzados con fibra de vidrio con variante de extrusión especial de su serie Talos. El enfriamiento del producto semiacabado supone a menudo un límite para el rendimiento en la fabricación de tubos. Por lo tanto, los constructores de máquinas han desarrollado últimamente sistemas de enfriamiento especiales. Cincinnati Extrusion lanzó en 2008 su sistema KryoSys al mercado – un concepto de líneas con el que puede reducirse a la mitad el tramo de enfriamiento o duplicarse el rendimiento. El componente principal es un cabezal de tubo KryoS, que enfría la masa fundida ya en la herramienta y de este modo no sólo permite un aumento del rendimiento, sino que también evita el efecto de hundimiento. También Battenfeld-Cincinnati, con el nuevo sistema de enfriamiento interno Efficient Air Cooling (EAC) desarrolló una solución para aumentar el rendimiento de producción con una mejora simultánea de la calidad del tubo. K 2010, la principal feria mundial de la industria de los plásticos, ofrecerá del 27 de octubre al 3 de noviembre en Düsseldorf una visión panorámica completa sobre la producción de tubos, perfiles, placas y materiales aislantes de plástico para su uso en la construcción. Allí podrán verse novedades en los materiales de plástico optimizados para la aplicación, para una mayor eficiencia energética, máquinas de producción como extrusores, instalaciones de espumado y equipos posteriores, así como la técnica de herramientas completa para la extrusión. Oficina de prensa K 2010, Septiembre 2010 Fuente: Tecnología del Plástico

Moldeo por inyección: Alta tecnología vital - Motor de innovación para la tecnología médica

Las posibilidades de la tecnología de moldeo por inyección parecen ser ilimitadas. No importa lo compleja que sea la geometría de un artículo de plástico, puede conseguirse con las múltiples variantes de procedimientos de moldeo por inyección. Métodos innovadores especiales como tecnología de multicomponentes, decoración e inserción, el moldeo por inyección de espuma, la inyección de gas y agua, combinaciones de procedimientos, tecnología de paredes finas y, cada vez más, la micro y nanotecnología permiten satisfacer las exigencias más diversas de los diferentes sectores.

 

Las posibilidades de la tecnología de moldeo por inyección parecen ser ilimitadas. No importa lo compleja que sea la geometría de un artículo de plástico, puede conseguirse con las múltiples variantes de procedimientos de moldeo por inyección. Métodos innovadores especiales como tecnología de multicomponentes, decoración e inserción, el moldeo por inyección de espuma, la inyección de gas y agua, combinaciones de procedimientos, tecnología de paredes finas y, cada vez más, la micro y nanotecnología permiten satisfacer las exigencias más diversas de los diferentes sectores.

Las piezas de plástico moldeadas por inyección están presentes en todas las facetas de la vida: Ya sea en forma de carcasas para teléfonos móviles, cajas de transporte para bebidas, figuras de juguete, ruedas dentadas para mecanismos de regulación, parachoques de automóviles, vasos, como CD o DVD o como cuerpos de jeringuillas en la tecnología médica – las piezas de moldeo por inyección se encuentran en todas partes y en todos los tamaños, desde unos pocos microgramos hasta varios kilos de peso. Agrupar varios componentes en una única pieza de moldeo por inyección, integrar la mayor cantidad de funciones posibles en una pieza o también transformar lo que hasta ahora eran varias fases de trabajo de métodos de producción completos en un proceso de una sola fase – estos aspectos figuran entre los impulsores de innovación fundamentales en el sector del moldeo por inyección.

En la tecnología médica, la tecnología de moldeo por inyección ofrece un campo ideal con posibilidades infinitas. Junto al avance permanente en la tecnología de procedimientos, el desarrollo de nuevos tipos de materiales abre áreas de aplicación adicionales. Esterilizabilidad, biocompatibilidad, propiedades antimicrobianas, propiedades barrera especiales, tecnología de nano y microsistemas, materiales biodegradables y resorbibles son sólo algunos de los aspectos fundamentales con los que los desarrolladores de materiales impulsan el avance en este campo vital. La tecnología médica seguirá siendo un sector de futuro y generará múltiples innovaciones.

Para poder ser proveedor, especialmente en el campo de la tecnología médica, no sólo es necesario ser innovador, fabricar con economía y alta calidad, sino dominar también las normas vigentes.

Seguridad en toda la línea

La norma de calidad y documentación es excelente en comparación con otros sectores. Es obligatoria la fabricación según la directiva GMP (Good Manufacturing Practice). Una supervisión permanente y el cumplimiento de las normas higiénicas, así como la documentación completa de todos los datos del proceso a lo largo de los años forman parte de este reglamento. De este modo queda claro que llegar a ser proveedor en la tecnología médica no es algo que se consiga de un día para otro, ya que las medidas regulatorias son importantes.“Las normas vigentes deben implantarse y vivirse en toda la organización empresarial. Las empresas más pequeñas suelen tener el inconveniente de no poder permitirse ese esfuerzo. Quien ha conseguido acceder, lo tiene relativamente seguro, ya que un cambio de proveedor conlleva un gran esfuerzo regulatorio”, explica Christoph Brand, Director gerente de Polymec AG de Langendorf, Suiza, al describir la situación desde el punto de vista de un proveedor homologado según ISO 13485.

Teniendo en cuenta estas condiciones, queda claro que el desarrollo de producto tiene que realizarse en estrecha colaboración entre empresas de tecnología médica o farmacéuticas por una parte y los proveedores por la otra parte. La actuación como proveedor de sistema es una ventaja especialmente importante en este mercado: Múltiples proveedores ofrecen un servicio completo de una misma fuente, desde el desarrollo y fabricación de los útiles de moldeo por inyección, pasando por la elaboración del moldeo hasta el montaje, el embalaje y la comprobación de los artículos de tecnología médica.

Limpieza desde el principio hasta el final

La producción de piezas moldeadas por inyección para la tecnología médica o también farmacéutica está relacionada estrechamente con la técnica de sala limpia. Tanto si se trata de productos desechables como jeringuillas y puntas de pipetas, como de piezas funcionales como inhaladores, siempre se requieren productos higiénicamente perfectos con un 100% de calidad. Los fabricantes de máquinas de moldeo por inyección ofrecen para ello, junto con los especialistas de la técnicas de sala limpia, diferentes soluciones de sala limpia adaptadas a los artículos a producir y a las circunstancias del servicio. Un enfoque simple y económico es el montaje de una unidad de flujo laminar sobre los platos de sujeción para el útil de moldeo por inyección. Esto evita la entrada de aire exterior contaminado. La propia máquina de moldeo por inyección se encuentra en la sala gris y las piezas de moldeo por inyección se transportan a través de una esclusa hasta la sala limpia, para su procesamiento posterior. También colocando una tienda de sala limpia sobre áreas parciales de la máquina de moldeo por inyección, la máquina puede manejarse fuera de la sala limpia. La solución más costosa incluye el funcionamiento de la máquina de moldeo por inyección directamente en la sala limpia. Además del personal operativo vestido con prendas especiales, las máquinas y los útiles son fuentes potenciales de partículas contaminantes. Las máquinas de moldeo por inyección totalmente eléctricas, de plena vigencia, facilitan todas las ventajas: Respecto a las instalaciones hidráulicas convencionales, apenas emiten calor y gracias a sus unidades motrices encapsuladas, no tienen lubricantes ni otras partículas desprendidas por abrasión que podrían contaminar las piezas de moldeo por inyección.

Así, por ejemplo, Rexam Pharma GmbH utiliza también las ventajas de las máquinas eléctricas de moldeo por inyección en su planta de Neuenburg (Alemania). La planta, dedicada totalmente a la fabricación de artículos tecnológicos médicos y farmacéuticos, trabaja con una cantidad de máquinas de moldeo por inyección en sala limpia de casi tres cifras. Entre ellas se encuentra también el modelo totalmente eléctrico EX de Krauss Maffei Technologies GmbH, Munich. Junto a la fiabilidad y limpieza de las instalaciones, los responsables valoran además el control del proceso más preciso y fácil de adaptar en comparación con las máquinas hidráulicas.

Fabricación a gran escala con la máxima precisión

También Medical Plastic Systems, de Gerresheim (Alemania), empezó el pasado año a sustituir paso a paso las líneas de producción existentes en la planta de Küssnacht en Suiza, para la fabricación de cubetas por nuevas instalaciones de alto rendimiento utilizando máquinas de moldeo por inyección Elion eléctricas de Netstal-Maschinen AG, Näfels/Suiza. La empresa de Gerresheim produce estas cubetas por encargo de un grupo de diagnóstico líder. Estos artículos desechables se utilizan para pruebas de laboratorio fotométricas, por ejemplo, para la determinación del grupo sanguíneo para donaciones de sangre o transfusiones. Las piezas ópticas deben cumplir con las máximas exigencias de calidad: No deben reaccionar con las sustancias de prueba utilizadas ni presentar fallos como contaminaciones o arañazos. Además, debe asegurarse un suministro fiable, ya que en caso de problemas de suministro no podrían realizarse pruebas vitales.

Los artículos desechables para la tecnología médica se producen a gran escala, normalmente de forma completamente automática, con un nivel de calidad extremadamente alto y con un control de calidad del 100%. Para lograr una producción económica, es importante cada décima de segundo. Los fabricantes de los sistemas de automatización necesarios para ello perfeccionan continuamente sus conceptos de manipulación. Sistemas de extracción cada vez más ligeros y estrechos, así como con accionamiento optimizado, proporcionan la dinámica correspondiente. Hekuma GmbH, de Eching (Alemania), presentó a finales de 2009 una garra de extracción apta para sala limpia y extremadamente rápida. La que según el fabricante es la extracción más rápida que existe actualmente para las puntas de pipetas, logra con su eje lineal valores de aceleración de hasta 10g, así como velocidades de desplazamiento de hasta 1.200 mm/s. Esta garra de extracción llega al útil de moldeo por inyección, toma las pipetas del útil de 32 cavidades, realiza un control de presencia y sale de nuevo en 0,25 segundos

Por supuesto, los útiles de moldeo por inyección utilizados para la fabricación a gran escala para la tecnología médica deben ser también altamente precisos, aptos para sala limpia y económicos. Además de lograr productos con paredes lo más finas posible para el ahorro de material y de tiempos de ciclo, se requieren gran cantidad de cavidades y sistemas de refrigeración perfeccionados. El constructor de moldes suizo Schöttli AG de Diessenhofen construye, por ejemplo, útiles de pisos con 192 + 192 cavidades y vende sus moldes aptos para sala limpia para fabricar piezas de tecnología médica destinadas en un 90% para el extranjero.

Piezas de moldeo por inyección en el cuerpo humano

No sólo los artículos desechables tienen su origen en el útil de moldeo por inyección. También las prótesis para el cuerpo humano se fabrican con esta tecnología. Resultan especialmente espectaculares las destinadas a los órganos internos. Por ejemplo, la empresa Roscardioinvest de Moscú fabrica una nueva generación de válvulas cardiacas de tres aletas con una poliamida modificada. La válvula cardiaca mecánica de sólo 0,25 g de peso planteó las máximas exigencias a sus diseñadores. El desafío fundamental era diseñar la herramienta de modo que las válvulas no tuviesen marcas de mazarota ni de expulsión. Esto es imprescindible para que en la válvula cardiaca mecánica no puedan formarse sedimentos (trombos) ni coágulos de sangre o remolinos circulatorios. Hasta ahora, con las válvulas cardiacas mecánicas, esto sólo podía lograrse con un pulido posterior. Köbelin Formenbau GmbH, de Eichstetten, desarrolla y construye el primer útil mundial para el moldeo por inyección automático y sin retoques posteriores de este tipo de aletas para válvulas cardiacas. La recepción del útil para la producción en serie se realizó el pasado año.

Microtecnología para piezas y estructuras pequeñas

Muchas otras piezas de alta precisión se utilizan de otros modos en el cuerpo humano. Esto incluye componentes para el uso en la cirugía mínimamente invasiva. Este tipo de piezas funcionales son cada vez más pequeñas, complejas y precisas – la tendencia a la miniaturización impulsa enormemente la tecnología médica. La empresa suiza BCR Plastics AG de Vallorbe fabrica, por ejemplo, elementos de guía miniaturizados para stents, que necesitan una lupa para ser vistos.

Además, la microtécnica juega un papel muy importante en el segmento de diagnóstico. Las microestructuras son necesarias, principalmente, para los microfluidos – palabra clave: sistemas Lab-on-Chip. Se trata de sistemas de análisis miniaturizados con una red de microcanales conectados entre sí de forma inteligente. Éstos pueden fabricarse mucho más baratos de plástico que de vidrio o silicio. Desde 1999, Greiner Bio-One GmbH de Frickenhausen, trabaja en este campo, realiza las soluciones de productos microfluidizados más diversos y desarrolla una intensa investigación.

Las estructuras superficiales microscópicas pueden usarse en la técnica de implantes para el control selectivo del crecimiento de las células humanas. Los científicos del Instituto Fraunhofer para la técnica de fabricación y la investigación de materiales relacionada (IFAM) de Bremen trabajan intensamente en las soluciones correspondientes de plástico, cerámica y metal. En los tres grupos de materiales, IFAM utiliza la tecnología de moldeo por inyección y trabaja para ello con un Microsystem 50 de Wittmann Battenfeld GmbH de Kottingbrunn/Austria. No sólo las superficies microestructuradas, sino también los implantes más pequeños se encuentran en el centro de atención de los investigadores del IFAM. Por ejemplo, por medio del moldeo por inyección de micropolvo metálico 
(µ-MIM) se crean anillos para válvulas cardiacas filigranas de titanio biocompatible. Y hasta el huesecillo más pequeño del cuerpo humano, el estribo del oído, puede fabricarse en serie mediante moldeo por inyección de micropolvo de titanio, acero inoxidable biocompatible o también de óxido de aluminio.

No sólo estos ejemplos demuestran que la tecnología de moldeo por inyección tienen un papel cada vez más importante en la sanidad. Con desarrollos de productos innovadores se ha abierto un gran mercado con un alto potencial de crecimiento. En gran medida debido los contratos de suministro a largo plazo existentes en el ámbito sanitario, el sector de la tecnología médica tiene cada vez más atractivo para muchos proveedores. Como principal feria mundial de la industria de plásticos, en K 2010 – la feria de los plásticos y el caucho – se mostrará lo más avanzado de la tecnología de materiales, máquinas y útiles para la producción de componentes de plástico para la medicina y la tecnología médica. K 2010 se celebrará del 27 de octubre al 3 de noviembre de 2010 en Düsseldorf.

Las láminas se hacen más finas, los embalajes más funcionales

Los embalajes todavía no pueden hablar para decir a los consumidores cuándo ha caducado su contenido, dónde y con qué temperatura debe almacenarse el producto empaquetado y para qué aplicación es apropiado. A pesar de ello, los embalajes modernos pueden presentar todas estas informaciones.

 

Los embalajes todavía no pueden hablar para decir a los consumidores cuándo ha caducado su contenido, dónde y con qué temperatura debe almacenarse el producto empaquetado y para qué aplicación es apropiado. A pesar de ello, los embalajes modernos pueden presentar todas estas informaciones. Los embalajes inteligentes, que junto a la información necesaria para los consumidores cumplen otros muchos criterios, no sólo están progresando en la alimentación. Por ello, la industria de las láminas se ha visto mucho menos afectada por la crisis económica de 2009 que otras ramas del sector de los plásticos.

 En especial los embalajes flexibles, es decir, los embalajes de láminas, tienen una fuerte demanda debido a sus bajos costes de material y de fabricación, así como su amplio espectro de aplicación. Tienen un peso inferior, protegen los recursos y ofrecen además buenas posibilidades de reciclaje. Los embalajes de láminas desplazan en muchas aplicaciones a sus competidores rígidos y debido a su funcionalidad continuamente creciente conquistan nuevos segmentos de mercado. Actualmente las láminas plásticas cubren ya, aproximadamente, tres cuartas partes del consumo mundial de embalajes flexibles, con una tendencia creciente a desplazar a la hoja de aluminio y de papel.

 Según un estudio del Freedonia Group de los EE.UU., el consumo global de embalajes flexibles aumentará en los próximos años de 16 millones de toneladas en 2008 un 3,5 % anual aprox. hasta casi 19,5 millones de toneladas en 2013. Los investigadores de mercado prevén el crecimiento más rápido en las regiones en desarrollo de Asia, Latinoamérica, Europa Oriental y África u Oriente Próximo. Según Freedonia, el crecimiento más importante en cuanto a cantidades se espera en China, el país que ha superado a Japón y que es, después de los EE.UU., el segundo mercado más importante en embalajes flexibles. También es importante el crecimiento esperado en India, así como en Rusia e Indonesia. Sin embargo, los mercados ya saturados de los EE.UU., Europa Occidental y Japón limitan, según Freedonia, una explosión mundial de las láminas. Además, las posibilidades técnicas de lograr las mismas propiedades de aplicación con láminas cada vez más finas frenan el crecimiento del volumen procesado. Así, una lámina para pañales pesaba hace algunos años 30 g/m², actualmente 14 g/m², menos de la mitad.

 Los aspectos higiénicos y una larga duración en almacenamiento favorecen el uso de embalajes flexibles en la industria de la alimentación y bebidas, así como en la industria farmacéutica y cosmética. Los perfeccionamientos de las láminas con respiración activa, las laminas aptas para microondas y congelación, así como las láminas biodegradables favorecen además la amplia difusión de su empleo.

Las láminas industriales son principalmente de tres capas

Se designan como láminas industriales, principalmente, por ejemplo, las láminas que se utilizan como envoltorio de paletas, envoltorio retráctil o como embalaje para bienes industriales, así como las láminas que revenden los fabricantes de láminas como materia prima para el acabado en la industria. Principalmente se utilizan para la fabricación de láminas industriales de poliolefina y dentro de éstas especialmente los tipos de PE. Mientras que para algunos productos como los envoltorios de paletas son normales todavía las monoláminas y lo seguirán siendo, en las láminas industriales se han impuesto los compuestos de láminas de tres capas. Mediante la combinación de dos o tres tipos de polímeros diferentes, con frecuencia puede ahorrarse material a pesar de la mayor funcionalidad. Especialmente en la fabricación de láminas sopladas y planas, para la rentabilidad de toda la instalación y con ello, del beneficio del fabricante, son decisivos los costes de las materias primas utilizadas.

 Los transformadores de plásticos especializados en la producción de láminas industriales explotan sus instalaciones de producción en funcionamiento continuo. Los cambios de producto son aquí infrecuentes. Para las aplicaciones de este tipo, muchos constructores de máquinas ofrecen actualmente instalaciones estandarizadas de tres capas, haciendo la inversión atractiva. El constructor de máquinas Reifenhäuser GmbH de Troisdorf tiene en su programa desde hace ya algunos años una instalación de láminas sopladas de 3 capas a precio económico, producida en su fábrica china de Suzhou. Desde el otoño de 2009, Windmöller & Hölscher KG (W&H) de Lengerich tiene en su oferta también una instalación de tres capas con el nombre de Optimex, con el que la empresa deseaba atraer principalmente a los fabricantes de productos estándar.

 Los embalajes de consumo hacen frente a la crisis

Al contrario que las empresas de la cadena de creación de valor de láminas industriales, que han notado la crisis aunque poco, los fabricantes de embalajes de consumo no pueden quejarse: Cada vez son más los productos empaquetados en embalajes flexibles y semirrígidos en lugar de rígidos y cada vez más en plástico en lugar de papel, cartón o metal. Por cierto, esto es válido tanto para el sector alimentario de fuerte crecimiento, como para el no alimentario.

 Los motivos para el uso creciente de embalajes flexibles de plástico en la alimentación en los países industriales, son tanto ecológicos como económicos, pero principalmente debido al cambio en el comportamiento de los consumidores: el consumo de platos preparados crece continuamente, lo cual no se debe sólo al número cada vez mayor de hogares unipersonales, sino también al mayor número de mujeres que trabajan fuera y una determinada pereza para cocinar. La palabra mágica es conveniencia. Los consumidores desean alimentarse lo más sana y equilibradamente posible sin un gran dispendio y sin perder mucho tiempo. Los nuevos desarrollos son producto de la oferta cada vez más amplia de la oferta de alimentos: Con independencia de la época del año y de las cosechas nacionales, las verduras frescas, ensaladas, frutas y frutas tropicales son "el pan de cada día". Finalmente, el deseo de un aspecto atractivo con un embalaje muy transparente, con impresión brillante o también muy colorida, así como su posible forma exclusiva juegan siempre un papel importante. Lógicamente, estos cambios plantean cada vez más exigencias para el propio embalaje y con ello para los fabricantes de materias primas, constructores de máquinas y fabricantes de medios de embalaje y requieren la máxima flexibilidad.

 Buena técnica de herramientas que aumenta la rentabilidad

Los fabricantes de instalaciones de extrusión intentan proporcionar esta flexibilidad para que con una instalación pueda fabricarse la mayor cantidad posible de productos diferentes. Por ejemplo, Kuhne GmbH de St. Augustin ofrece una instalación de soplado de coextrusión de 5 capas, con la que pueden fabricarse tanto láminas estándar corrientes de 3 capas como también láminas barrera de 5 capas sin necesidad de modificación. Esto es posible utilizando cinco extrusores, cada uno de ellos equipado con un husillo barrera de uso universal para cada tipo de material.

 En relación con los extrusores, deben mencionarse aquí dos novedades decisivas: Tanto en las instalaciones de láminas planas como sopladas, casi todos los constructores de máquinas utilizan actualmente motores de CA que ahorran energía y sin mantenimiento o por motivos de espacio emplean también accionamientos directos en lugar de versiones con engranaje y motor normales. Especialmente para las instalaciones de láminas planas, algunas empresas cuentan en su gama de productos con extrusores rápidos, que garantizan un alto rendimiento no por su tamaño, sino por unas mayores revoluciones. Battenfeld Extrusionstechnik GmbH de Bad Oeynhausen convence con un extrusor de 75, que con una potencia de accionamiento instalada de 440 kW y 1.500 rpm, en el procesamiento de PP ofrece un rendimiento de 2 toneladas por hora y en el PS incluso de 2,4 toneladas por hora.

 En la fabricación de láminas sopladas juega siempre un papel importante el cabezal de soplado, que en combinación con una refrigeración apropiada de las láminas y regulación del grosor proporciona un rendimiento y calidad de las láminas lo más altos posible. En el pasado reciente ha sido objeto de muchos perfeccionamientos especialmente la mejora de la refrigeración de láminas. La empresa K-Design de Königswinter presentó un nuevo anillo de refrigeración que trabaja con el principio de contracorriente. Una corriente de aire dirigida contra la dirección de marcha de la lámina se encarga de la prerrefrigeración de la lámina y dos corrientes de aire dirigidas hacia arriba se encargan de la refrigeración restante como en un anillo de refrigeración de dos labios tradicional. De este modo, respecto a los anillos de refrigeración corrientes pueden obtenerse rendimientos considerablemente superiores, así como optimizarse las características mecánicas de la lámina con el modo de cuello mejorado. Recientemente, también W&H presentó su nuevo sistema de anillo de refrigeración de un piso Opticool, cuya potencia de refrigeración debe superar a la de un sistema de anillo de refrigeración doble. También puede lograrse una velocidad de enfriamiento especialmente alta con Aquarex, de W&H. En esta instalación de láminas de soplado de 3 capas Upside-Down-Wet, la extrusión de lámina se enfría con una película de agua. De este modo pueden fabricarse láminas con una transparencia especialmente alta, como las que se requieren, por ejemplo, para aplicaciones farmacéuticas.

 En general puede constatarse que se han impuesto los compuestos de láminas en el campo de los embalajes de consumo y en él, principalmente, en los embalajes de alimentos. Las láminas de 5 capas forman el estándar, siendo frecuentes actualmente también los compuestos de 7 y 9 capas. Los dos fabricantes de herramientas de los EE.UU. Extrusion Dies Industries LLC, de Chippewa Falls, Wisconsin y Cloeren Inc., de Orange, Texas, ofrecen incluso soluciones con las que en las láminas planas y de colada, pueden fabricarse números de capas casi ilimitados. Mientras que Cloeren ofrece un bloque de alimentación de nanocapas para un máximo de 27 capas, EDI presentó en la última feria NPE un sistema de boquillas planas con multiplicación de capas. Esto transforma una estructura de sandwich típica de un bloque de alimentación de coextrusión corriente en un sandwich de una o varias capas formadas a su vez de varias microcapas. Ambos sistemas sirven para mejorar las propiedades de la lámina. Entre otras se mejoran la resistencia a los golpes, la dilatación y el comportamiento de barrera frente al oxígeno y la humedad. El ámbito de uso de este tipo de sistemas comprende desde láminas industriales hasta embalajes barrera. En K 2010 que se celebrará del 27 de octubre al 3 de noviembre en Düsseldorf, la mayor feria mundial especializada de plásticos y caucho, se presentarán muchas de las nuevas posibilidades.

 Los materiales biológicos y reciclados conquistan los embalajes para alimentación

Mientras que para la fabricación de láminas para alimentación en instalaciones de láminas sopladas se utilizan principalmente tipos de poliolefinas junto con materiales de barrera como poliamidas y EVOH, en el pasado se había establecido el PET como "plástico al mayor" para láminas planas. Esto se debe a sus buenas propiedades mecánicas, pero principalmente en su excelente transparencia y su buena idoneidad para procesos de transformación como la termoconformación. Los esfuerzos de muchas empresas por reciclar adecuadamente el PET hace tiempo que dan frutos en los procedimientos de transformación de éxito. Sin embargo, hay un obstáculo que es la homologación de los tipos de rPET indicados (tipos de PET reciclados) para el nuevo uso en contacto directo con los alimentos. Muchos procedimientos para la fabricación de compuestos de láminas de varias capas, en los que el rPET se utiliza en la capa media ya están establecidos. Gracias a las mejoras continuas de la tecnología de máquinas pueden utilizarse también tipos de rPET. Por ejemplo, la empresa británica Sharp Interpack, de Aylesham, posee una línea de producción con una capacidad de 1.500 kg/h, en la que se fabrican láminas de embalaje con residuos posconsumo. Gracias al uso de un cambiador de tamices en V de Kreyenborg GmbH de Münster que elimina hasta la suciedad más fina, el procesador ha obtenido la homologación de su lámina para el sector de alimentación del órgano británico PIRA. También las láminas fabricadas en una instalación Inline-Sheet Vacurema de las empresas austriacas Erema GmbH, de Ansfelden y SML Maschinengesellschaft mbH, de Lenzing, con botellas de PET trituradas, poseen una homologación para el sector alimentario. Recientemente se amplió la homologación alimentaria para rPET de instalaciones de reciclaje de plástico Vacurema de Erema: es válido incluso para embalajes de platos preparados congelados.

 Los biomateriales hace ya mucho tiempo que progresan, pero sólo hace poco tiempo entre los embalajes de alimentación. Como primer fabricante mundial de láminas en el sector de embalajes, Alesco GmbH & Co. KG de Langerwehe tiene desde principios del año 2009 productos de láminas de PE neutrales al clima, así como de materias primas regenerables. La empresa lanzó por primera vez al mercado una biolámina impresa con tintas en base de aguas sin solventes, así como una bolsa de compra compostable de materias primas regenerables y presentó en Drinktec 2009 –también por primera vez – una lámina retráctil compostable de materias primas regenerables.

 Los motivos para la difusión del empleo de los biomateriales son principalmente la protección de los recursos y la compostabilidad. La palabra clave sostenibilidad va estrechamente unida a los biomateriales. Sin embargo, tiene que aclararse siempre en cada caso individual si un material biodegradable o con base de materias primas biológicas es realmente más ecológico y sostenible que un plástico corriente. Especialmente la neutralidad al CO₂ anunciada con frecuencia de los biomateriales, según RKW SE, de Frankenthal, sólo se produce cuando los productores incluyen en su balance la obtención de certificados de emisiones o la instalación de instalaciones eólicas. Los embalajes de láminas de biomateriales tienen el inconveniente de un alto peso en comparación con el PE corriente. Esto es por su densidad hasta un 30% mayor. Además, los biomateriales requieren un consumo de energía superior en la producción.

 La conciencia medioambiental creciente y la discusión sobre los pros y contras de los diferentes grupos de materiales han aportado innovaciones en los embalajes de plástico. Por supuesto, el objetivo es el tratamiento adecuado y cuidadoso de los recursos de todas las materias primas.