En el contexto del envasado contemporáneo, la integridad del producto no es sólo un aspecto más del control de calidad, sino uno de los pilares de la imagen de marca, la seguridad del consumidor y la eficacia de la cadena de suministro. Ya se trate de medicamentos, alimentos o bebidas, la necesidad de poder garantizar que algo llega al usuario final en el estado correcto es primordial. Una de las tecnologías más importantes en este ámbito es el proceso de sellado de tapones por inducción, que ofrece un mecanismo sin contacto para sellar de forma robusta y hermética una amplia variedad de tipos de envases. Esta guía es un análisis en profundidad de la tecnología de sellado por inducción y proporciona un marco técnico y comercial en el que un responsable de compras, un ingeniero de envasado y un director de operaciones pueden considerar la decisión de realizar una inversión.

¿Qué es una selladora por inducción?

Una máquina de sellado por inducción es una máquina comercial utilizada para sellar herméticamente la parte superior de un envase de vidrio o plástico mediante la adhesión de un revestimiento multicapa al borde. El proceso se realiza sin contacto directo, mediante el principio de inducción electromagnética, para calentar una capa de lámina conductora en el revestimiento. Este calor funde un revestimiento de polímero en la lámina para que pueda sellarse a la apertura del envase, creando una barrera hermética con alta evidencia de manipulación. Las principales funciones de este precinto interior son sellar contra fugas, proteger el contenido contra el oxígeno, la humedad y otros contaminantes, y prolongar la vida útil de los productos.

Para saber más sobre cómo el sellado por inducción mejora la calidad de los envases, consulte ¿Qué es el sellado por inducción y cómo mejora la calidad del envasado?.

Cómo funciona el sellado por inducción - Desglose técnico

Lo bueno del sellado por inducción es que crea una fuente de calor muy local, tan intensa como se necesite, pero que no afecta al producto ni a la mayor parte del envase. El mecanismo puede desintegrarse en una serie de procesos físicos particulares:

1. Aplicación de tapas y revestimientos: El procedimiento comienza en la estación de taponado. Los envases se llenan y se tapan con una bolsa de inducción multicapa. Una bolsa de inducción típica tiene cuatro capas: una capa posterior de cartón o espuma, cera, papel de aluminio y una película de polímero termosellable.
2. Generación de campos electromagnéticos: Una vez tapado, el envase pasa por debajo del cabezal de sellado de la selladora por inducción a través de una cinta transportadora. El cabezal de sellado está provisto de un conductor en espiral, también llamado bobina de inducción, que, cuando se energiza con una fuente de alimentación de alta frecuencia, produce un campo de electromagnetismo focalizado y oscilante.
3. Inducción por corrientes de Foucault: Se trata de un campo electromagnético que atraviesa la tapa de plástico y crea corrientes eléctricas de Foucault en la lámina de aluminio del revestimiento. La lámina es el único componente del envase que es conductor y puede verse afectado por este campo, lo que permite que el resto de los componentes, incluido el propio producto, no sufran daños.
4. Calentamiento resistivo: Las corrientes inducidas tienen que fluir a través de la lámina de aluminio, que tiene una resistencia natural. Esta resistencia eléctrica provoca un aumento del calor en la lámina, un proceso denominado calentamiento Joule. El sistema se ajusta para alcanzar una temperatura de consigna precisa en unos pocos milisegundos.
5. Formación del sello: El calor sobre la capa de lámina funde ambas capas simultáneamente; es decir, la capa de cera es absorbida por el cartón de soporte y deja la lámina libre de dicho cartón, y la película de polímero termosellable se funde. La película de polímero fundido puede fluir y mojar la parte terrestre (el borde) del envase. A medida que el envase sale del cabezal de sellado, el polímero se solidifica y deja un fuerte sello hermético entre el polímero y el envase. El revestimiento de cartón se deja en el tapón como cierre secundario resellable para el consumidor.

Para una comparación más detallada entre el sellado por inducción y el sellado por calor, consulte esta guía sobre Elegir lo mejor: sellado por inducción frente a sellado por calor.

Explicación de los distintos tipos de selladoras de inducción

Las selladoras por inducción no tienen un único tamaño. A grandes rasgos, se dividen en función del grado de automatización y la capacidad de producción, y sirven para operaciones de muy distinta envergadura.

• Selladoras de inducción manuales: Se trata de una selladora manual. El sellado se realiza manualmente, con el usuario insertando el cabezal de sellado sobre cada envase tapado y activando a continuación el ciclo de sellado. Se utilizan mejor en el laboratorio, en investigación y desarrollo, en series de producción piloto y en pequeñas empresas con demandas de producción reducidas (normalmente de 5 a 20 envases por minuto). Su funcionamiento es económico, pero los resultados varían mucho en función de la habilidad y la sincronización del operario.
• Selladoras de inducción semiautomáticas (de sobremesa): Estas máquinas estacionarias son un compromiso entre la velocidad y la consistencia de los modelos manuales y los modelos totalmente automáticos. Un usuario coloca el envase debajo del cabezal de sellado y la máquina realiza un ciclo de sellado automatizado en un tiempo de duración fija. Son especialmente adecuadas para pequeñas y medianas empresas (PYME) que han superado sus procesos manuales pero aún no necesitan una automatización completa, y la producción suele ser de 20-50 envases por minuto.
• Selladoras por inducción totalmente automáticas (en línea): Estos sistemas de gama alta pueden incorporarse a una línea de envasado totalmente automatizada. Se colocan sobre un transportador y los envases se sellan continuamente a su paso. Equipadas con las últimas funciones, como el control de potencia variable, la detección de envases atascados y la detección de falta de lámina, proporcionan una velocidad, uniformidad y fiabilidad óptimas en la producción de grandes volúmenes. Según el modelo y la aplicación, la producción puede oscilar entre 50 y más de 500 envases por minuto.

Factores clave a tener en cuenta antes de comprar

El uso de la selladora por inducción correcta depende de una evaluación metódica de su aplicación de envasado y entorno de fabricación exclusivos.

1. Material y diseño del contenedor: El sistema de sellado debe adecuarse al material del envase (por ejemplo, HDPE, PET, PP, PVC, vidrio). La superficie del envase debe ser lisa, plana y sin defectos para permitir un sellado correcto.
2. Tamaño y tipo de tapa: El tamaño y el tipo del cabezal de sellado vienen determinados por el tamaño del tapón. Un tapón más ancho necesita un campo de inducción mayor y quizá más potencia. El diseño del tapón (por ejemplo, tapón plano estándar, tapón dispensador, tapón de torreta) también puede afectar a la selección del cabezal de sellado.
3. Velocidad de la línea de producción: La velocidad máxima que puede soportar la selladora debe ser superior a la de la línea. Esto hará que la selladora no sea un cuello de botella y le permitirá absorber cualquier incremento futuro de la producción.
4. Espacio y Medio ambiente Restricciones: Tenga en cuenta el tamaño físico que requiere la máquina y sus necesidades de electricidad. La mayoría de las selladoras automáticas están refrigeradas por aire, pero las aplicaciones con elevadas consecuencias de potencia pueden exigir un sistema refrigerado por agua, que tiene otras demandas de servicios públicos.
5. Características del producto: Aunque el producto en sí no entra en contacto directo con el sellador, la naturaleza del producto (corrosivo, aceitoso, en polvo) es un factor clave en la selección del revestimiento, que forma parte del sistema global de sellado.

Comparación de las principales marcas de sellado por inducción

El mercado del sellado por inducción está dominado por un par de proveedores que se han labrado una sólida reputación basada en la calidad de la ingeniería, la fiabilidad de las máquinas y la atención al cliente. Todas las marcas tienen sus ventajas, que se introducen en el mercado para satisfacer las necesidades de producciones a distintas escalas y sofisticación técnica. A continuación se revisan cuatro empresas famosas y una máquina popular de cada una de ellas, donde se presentan sus características técnicas y se exponen sus principales ventajas.

Levapack

Levapack es un fabricante de maquinaria de envasado de pequeña y mediana escala con sede en China que produce máquinas rentables y prácticas. La empresa destaca por sus diseños fáciles de usar, su durabilidad y su flexibilidad en varios sectores, como el alimentario, el cosmético y el de productos para el hogar. Las máquinas Levapack están diseñadas para ofrecer el equilibrio adecuado entre rentabilidad y estabilidad de rendimiento, lo que las convierte en una buena inversión para las organizaciones que amplían sus operaciones de envasado sin comprometer una inversión significativa.

Modelo representativo: LPE-FIS100 Máquina de sellado por inducción de papel de aluminio para tapones de rosca

• Alimentación: 220 V, 50/60 Hz
• Potencia máxima: 4000 W
• Velocidad de sellado: 100-200 botellas/min
• Diámetro de sellado: 50-121 mm
• Método de refrigeración: Refrigeración por aire
• Construcción: Acero inoxidable 304
• Bastidor de elevación independiente: 1440 × 460 × 310 mm
• Tamaño de la máquina principal: 950 × 310 × 420 mm
• Peso: 33 kg
• Estructura compacta, rendimiento de sellado estable, adecuada para el envasado de alimentos, bebidas, cosméticos y productos farmacéuticos.

Enercon Industries Corporation

Fundada en 1974 y con sede en Wisconsin (EE.UU.), Enercon Industries está considerada líder mundial en tecnología de sellado por inducción. La empresa ha adquirido su reputación gracias a una innovación constante, una amplia gama de productos y una vasta red de servicios en todo el mundo. Enercon se centra en gran medida en el servicio al cliente y la formación de los operarios para garantizar que sus equipos alcancen altos niveles de fiabilidad en todas las industrias del mundo.

Modelo representativo: Super Seal™ Selladora de tapas por inducción

• Tensión de entrada: 240 V, 50/60 Hz, monofásica
• Dimensiones: 297 × 466 × 419 mm
• Peso: 19,1 kg (42 lbs)
• Características: Control avanzado por microprocesador, almacenamiento de recetas, cabezales de sellado intercambiables (plano/túnel)
• Diseño lavable IP55, adecuado para entornos higiénicos
• Detección opcional de láminas/botellas atascadas para mejorar el control de calidad
• Sólida red mundial de asistencia posventa

Tecnologías de pilares

Pillar Technologies, con sede en Hartland, Wisconsin (EE.UU.), cuenta con décadas de experiencia en sistemas de sellado por inducción y tratamiento de superficies. La empresa es conocida por sus máquinas duraderas y de larga vida útil, que con frecuencia se eligen para fines industriales muy exigentes. Las máquinas Pillar son conocidas en la industria alimentaria, química y de bienes de consumo por su calidad y flexibilidad de diseño.

Modelo Representativo: Unifoiler™ U Selladora portátil de tapas por inducción

• Fuente de alimentación: 2 kW IGBT, controlada por microprocesador
• Construcción: Caja de acero inoxidable, carro móvil con ruedas
• Altura del cabezal de sellado regulable: 20″ de rango.
• Opciones de bobina de sellado: Universal plana o canal/túnel, intercambiables
• Salida totalmente ajustable, arranque automático y alarma de pérdida de estanqueidad
• Portátil y flexible, ideal para instalaciones que necesitan movilidad en varias líneas

Corporación Lepel

Lepel ha sido líder en calentamiento por inducción y sellado de tapas y es miembro del grupo Weldon Pump/Lepel, con sede en Nueva York (EE.UU.). La empresa cuenta con una experiencia de más de 70 años en el sector; goza de gran reputación en este campo gracias a su capacidad técnica y a sus soluciones de sellado de servicio personalizado. Los equipos Lepel son apreciados por su eficacia, funcionamiento estable y alta tecnología de alimentación eléctrica.

Modelo representativo: CS+ 350 SS Sellador de tapones por inducción

• Entrada: 230 V CA ±10%, 10 A, 50/60 Hz, monofásica (trifásica opcional)
• Velocidad máxima de la línea: 350 pies/min
• Rango de tamaño del tapón: 5-120 mm
• Peso de la máquina: 200 lbs; embalada: 250 lbs
• Huella: 30″ × 32″; altura del cabezal de sellado ajustable 40″-60″.
• Funciones: Detección de botellas atascadas, control de velocidad y alineación de la línea, modo de ahorro de energía
• Fiable para entornos de producción de gran volumen y ritmo rápido

Cómo integrar una selladora de inducción en su línea de producción

Una integración eficaz es crucial para maximizar el rendimiento de una selladora automática por inducción.

• Integración mecánica: Por lo general, la precintadora se fija a un bastidor independiente de altura regulable que se coloca sobre el transportador existente. El cabezal de sellado tiene que estar directamente centrado en la rutina de los envases. Se necesitan raíles guía adecuados para alinear los envases de forma coherente con el campo de inducción, de modo que no se produzcan desalineaciones.
• Sincronización de procesos: La velocidad del transportador debe ser constante y estar sincronizada con los ajustes de potencia de la selladora. La norma es utilizar un variador de frecuencia (VFD) en el motor del transportador. Esto se hace para introducir el "tiempo de permanencia" óptimo -el tiempo que el tapón está expuesto al alcance efectivo del campo electromagnético- para sellar perfectamente sin un calentamiento excesivo.
• PLC Control y Automatización: Las precintadoras actuales están diseñadas para interactuar sin esfuerzo con el controlador lógico programable (PLC) principal de una línea. Las interfaces de E/S estándar permiten conectar comandos de arranque/parada, señales de fallo (por ejemplo, sobrecalentamiento de la fuente de alimentación), así como señales activadas por sensores integrados, como un detector de envases atascados o un detector de falta de lámina. Esto permite que toda la línea responda como una sola ante cualquier problema, como el cierre de la llenadora aguas arriba cuando falla la precintadora. Se puede realizar un control de calidad más sofisticado utilizando una señal de fallo de sellado para activar un dispositivo de rechazo automático aguas abajo.

Problemas comunes de sellado y cómo solucionarlos

Incluso los sistemas más fiables pueden tener problemas. Un enfoque metódico de la resolución de problemas es clave.

Cómo comprobar la calidad del sello y mantener la coherencia

La integridad del sellado no sólo puede determinarse mediante el equipo adecuado; el rendimiento también debe verificarse mediante pruebas periódicas y fiables. A continuación se presentan tres técnicas populares que, combinadas, pueden utilizarse para garantizar un proceso de sellado coherente y de alta calidad conforme a las mejores prácticas del sector.

Inspección visual es el método más inmediato y accesible. Una camisa bien sellada debe estar bien adherida a la superficie del envase, lisa y sin arrugas, canales ni marcas térmicas. Este es un paso que permite a los operarios determinar fácilmente los fallos de sellado causados por una altura incorrecta del cabezal de sellado, una desalineación o unos ajustes de potencia inadecuados. Aunque no proporciona ningún dato numérico, la inspección visual es un nivel inicial esencial de control de calidad que debe realizarse regularmente durante cada turno de producción.

Pruebas de torsión destructivas proporciona información objetiva sobre la resistencia del precinto. Una vez precintado, el tapón se separa mediante una llave dinamométrica calibrada para medir la fuerza con la que se rompe el precinto del revestimiento al envase. Este valor de par ayuda a determinar si el precinto se encuentra dentro de los parámetros aceptables de resistencia y utilidad. Cuando se mide a lo largo del tiempo, el método ayuda al Control Estadístico de Procesos (CEP), de modo que los fabricantes pueden reconocer pequeñas variaciones del proceso antes de que se conviertan en problemas graves. Resulta muy útil en la configuración de líneas, las comprobaciones de mantenimiento y las auditorías periódicas de calidad.

Vacío y pruebas de caída de presión son pruebas no destructivas que se aplican en aplicaciones más sensibles o reguladas. En una prueba de descomposición por vacío, se introduce un recipiente sellado en una cámara y se controlan el vacío y la presión mantenidos en él para ver si aumentan o no, lo que indicaría una fuga. En la prueba de caída de presión, el recipiente se llena de aire por el espacio libre y se utiliza un sensor para controlar una presión constante. Estos métodos son perfectos en los sectores farmacéutico, químico y de productos de consumo de alto valor, en los que incluso las microfugas pueden dar lugar a contaminación, vida útil y/o problemas de conformidad. Ambos métodos permiten realizar comparaciones basadas en datos reproducibles sin poner en peligro el producto.

Cómo elegir el revestimiento de inducción adecuado: Lo que realmente importa

El liner de inducción no es un mero elemento de soporte; el liner de inducción es un elemento del sistema de sellado. La elección de la camisa adecuada influye en todo: desde la resistencia del sellado y la protección de los productos hasta la experiencia que tiene el usuario tras su apertura. La selección correcta se basa en tres factores principales: la estructura de las bolsas, el material a utilizar en los envases y el propio producto.

1. ¿De una pieza o de dos?

Esta es una de las primeras decisiones. Un liner de una sola pieza -por ejemplo, una lámina de espuma- se sella en el borde del envase y el usuario lo desecha por completo. Es fácil de limpiar y manipular, sencillo y adecuado para un producto que no necesita volver a sellarse. Por otro lado, un revestimiento de dos piezas consiste en un segundo soporte, como cartón o espuma, que se deja en el tapón cuando se retira el precinto. Esta capa restante ayuda al tapón a volver a cerrar el envase, por lo que es adecuado para productos que se supone que se van a utilizar repetidamente.

2. Adapte el revestimiento al material de la botella

El rendimiento de la manga sólo puede ser tan bueno como su compatibilidad con la superficie del envase. La capa termosellable de la bolsa debe adherirse bien al tipo de plástico del envase. Por ejemplo, una bolsa destinada a ser utilizada con polietileno (PE) no sellará bien una botella de PET (tereftalato de polietileno). Aunque las bolsas universales pretenden funcionar con múltiples tipos de materiales, en la práctica, las bolsas fabricadas a medida pueden dar mejores resultados. Éstas están diseñadas para adherirse con más fuerza y tener una mayor integridad a largo plazo, sobre todo en líneas de fabricación de alta velocidad y gran volumen.

3. No olvide el producto que lleva dentro

No sólo cuenta el envase, sino también lo que contiene. La presión que los distintos productos ejercen sobre el revestimiento es diferente. Las fórmulas aceitosas o con disolventes, por ejemplo, requieren revestimientos resistentes a la barrera, como la película de PET, para evitar la delaminación. En su ausencia, los aceites pueden filtrarse gradualmente y provocar la separación de las capas de los liners. Los productos ácidos, como los que tienen un pH bajo, requerirán revestimientos químicamente estables que no degraden ni corroan la superficie de sellado. Los productos secos y en polvo, por el contrario, suelen ser menos exigentes y pueden utilizarse con camisas estándar, siempre que se consiga la compatibilidad del envase.

Ejemplos reales de sectores clave

La aplicación del sellado por inducción está muy extendida, impulsada por su fiabilidad y versatilidad.

• Productos farmacéuticos: En el caso de los medicamentos sin receta y los nutracéuticos, el precinto a prueba de manipulaciones no es negociable en lo que respecta a la seguridad del consumidor y los requisitos normativos. También protege las fórmulas sensibles contra la humedad y el oxígeno.
• Comida y bebida: En alimentos como la mantequilla de cacahuete, el café, los zumos y las salsas, el cierre hermético puede ser fundamental para mantener la frescura, evitar que se estropeen y evitar que se derramen durante el transporte, lo que aumenta enormemente la vida útil.
• Productos agroquímicos: En el caso de los pesticidas, herbicidas y fertilizantes, la seguridad es el principal motor. Un cierre por inducción elimina las fugas peligrosas de materiales corrosivos o tóxicos y mantiene el producto libre de la degradación atmosférica.
• Cosméticos y cuidado personal: El sellado de tarros de crema o frascos de loción garantiza la pureza del producto y evita la contaminación antes del primer uso, reforzando así la calidad superior de la marca.

Conclusión

En resumen, la selección e implantación de una máquina de sellado por inducción es una decisión de ingeniería y empresarial que va mucho más allá de la compra de equipos. Esta guía ha recorrido los aspectos críticos, empezando por los principios básicos de la inducción electromagnética y terminando con los puntos delicados de la integración del sistema, la compatibilidad lineal y la garantía de calidad. Un sistema mal diseñado o mal interconectado tiene el potencial de socavar la eficacia de la producción, mientras que un sistema elegido eficazmente servirá de base para la integridad del producto. Un enfoque holístico que sincronice la máquina, la camisa, el envase y el proceso de tapado determinará en última instancia el éxito de la aplicación de esta tecnología. Con esta visión integral, las empresas pueden realizar una inversión táctica que redunde directamente en la protección de la calidad del producto, la confianza del consumidor y el fortalecimiento de la posición de su marca en un mercado competitivo.