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Envases seguros para productos químicos

Tecnología punta hasta en una botella

Los técnicos de laboratorio suelen manipular botellas de plástico con productos químicos varias veces al día, pero lo que muchos de ellos no saben es que estos contenedores aparentemente anodinos implica años de trabajo de desarrollo complejo.

Cuando se entra en el gran edificio industrial R22 en Darmstadt, Alemania, nos encontramos de inmediato con paredes llenas de botellas en vitrinas: desde las botellas de vidrio ámbar de los años 50 de todas las formas y tamaños imaginables a las de plástico modernas que se utilizan hoy en día en laboratorios de todo el mundo.

Aquí, un equipo de expertos en desarrollo e ingenieros en embalaje es responsable del control de calidad y de la expedición de los materiales de embalaje recién desarrollados por Merck. Este equipo busca constantemente nuevas soluciones y formas de mejorar los sistemas de embalaje actuales en términos de seguridad, manipulación y costes.

Todo el departamento, con unos cincuenta empleados, se dedica a todo lo relacionado con el embalaje. Botellas, tambores de acero inoxidable, cubetas, cartones y material de relleno: se estima que se utilizan 300 materiales de embalaje diferentes para rellenar y transportar los productos analíticos Supelco®.

Una calidad a largo plazo y una pureza excepcional

La importancia de la calidad del agua no puede subestimarse. Los productos químicos Supelco® que se utilizan en química analítica tienen que ser especialmente puros, tanto durante el proceso de llenado como en el laboratorio varios meses después. Por un lado, es necesario asegurar la precisión al nivel de ppt, y por otro, asegurar un uso seguro de los productos químicos.

Ninguna botella corriente puede satisfacer requisitos tan elevados: ni siquiera los recipientes disponibles libremente en el mercado se ajustan siempre a los estándares de precisión y calidad de Supelco®. Por eso, los expertos en Darmstadt desarrollan sus propias botellas en estrecha colaboración con sus colegas de producción química y teniendo en cuenta los comentarios de clientes de todo el mundo.

Desde que nace la idea hasta que se llega al diseño, el prototipo en 3D, las pruebas de seguridad y la producción en preserie, el proceso de desarrollo puede llevar varios años. La elección del material también es crucial: mientras que antes se utilizaba el vidrio, hoy en día las botellas de plástico de alta calidad fabricados con un tipo muy especial de polietileno de alta densidad (HDPE) se han convertido en los envases estándar para muchos productos químicos.

La botella de 2,5 litros es el orgullo de los desarrolladores

La botella de HDPE de 2,5 litros para los productos químicos Supelco®.

La botella de HDPE de 2,5 litros para los productos químicos Supelco®.

La botella de 2,5 litros más reciente, que ahora se utiliza para los productos Supelco® de todo el mundo, también está fabricada con este HDPE especial. Es el orgullo de los desarrolladores de Darmstadt, y no es difícil darse cuenta de por qué.

En el contexto de la globalización empresarial, el primer desafío al que se enfrentan los desarrolladores es la transportabilidad. No importa si los clientes tienen su sede en Estados Unidos, Asia o Latinoamérica, deben poder estar seguros de que sus productos químicos tendrán la misma pureza y calidad que cuando abandonaron la planta de producción de la empresa de Life Science.

Para ello se necesitan recipientes especiales que puedan soportar cargas mayores sin comprometer las sustancias de alta pureza. «Cuando enviamos productos químicos a Asia o Sudamérica, las temperaturas pueden alcanzar fácilmente los 70 ºC en los contenedores durante el viaje de una semana. Por supuesto, nuestras botellas deben ser capaces de soportar esto», explicó uno de los ingenieros de envasado. El problema no es la temperatura en sí misma, sino la gran cantidad de presión que se genera cuando se calientan líquidos como el metanol, la acetona o el ácido clorhídrico.

Aunque las botellas de vidrio soportarían fácilmente tal presión, los desarrolladores de Darmstadt saben que no son siempre la primera opción desde el punto de vista de la seguridad química. Por ejemplo, el contenido de hierro, aluminio u otros cationes en una muestra de una botella de vidrio no puede determinarse con precisión fiable, porque los cationes en particular se separan del vidrio con relativa facilidad.

La nueva botella es estable bajo presión, a prueba de fugas y cómoda para el usuario

Estable bajo presión: botella de HDPE con una base especial

Estable bajo presión: botella de HDPE con una base especial

El equipo tuvo que desarrollar una botella de plástico de 2,5 litros completamente nueva, ideal para un uso seguro y preciso de los productos químicos de calidad en el laboratorio.

Las diferencias con respecto a otras botellas comerciales se perciben de inmediato. En primer lugar, está la estabilidad bajo presiones superiores. «Las botellas de plástico convencionales tiemblan bajo la presión de los contenedores de transporte calientes», describió un ingeniero. La base cóncava estaba abombada bajo una presión de 0,5 bares, lo que, por supuesto, significaba que las botellas ya no podían permanecer de forma segura en posición vertical.

«Ahora tenemos una base de la botella que se curva hacia fuera por diseño, y los cuatro pies de la base aseguran su estabilidad.» Con este diseño, la botella permanece estable incluso bajo un presión de 2,5 bares.

Calidad, seguridad y precisión en el laboratorio

Pero la estabilidad no lo es todo. Es igual de importante que el tapón de las botellas sea a prueba de fugas para conservar la pureza de la solución y poder trabajar en el laboratorio de forma segura y precisa. «Si el tapón no es estanco, algunas partes del producto químico pueden escapar o reaccionar con el aire. Ambos problemas deben evitarse por todos los medios, sobre todo en cuanto a la seguridad y capacidad analítica», señaló el ingeniero, subrayando la importancia del tapón para la calidad de los productos químicos de la marca Supelco®.

Así la rosca especial “S40” se utiliza en los frascos Supelco® . Tiene más ranuras que el «GL45» estándar y sella el contenido con mayor firmeza. Mientras que el tapón de rosca convencional solo hace contacto con uno de los bordes del tapón, la rosca S40 presenta una ranura adicional en el cuello de la botella para sellar en tres puntos a la vez.

La experiencia práctica está incorporada en el desarrollo de los productos

Una ranura de sellado adicional en la tapa de rosca S40

Una ranura de sellado adicional en la tapa de rosca S40

Los desarrolladores se centraron en el uso práctico en el laboratorio en concreto, lo cual es evidente en los pequeños detalles de la nueva botella de 2,5 litros que aumenta la seguridad y la comodidad. Por ejemplo, tienen una boca pequeña y fina que facilita el vertido de los líquidos. Si queda una gota en el borde, no baja por el exterior de la botella, sino que vuelve a su interior. El asa integrada de un tamaño ideal también contribuye a la seguridad de la botella.

Hay muchos aspectos de seguridad que están oficialmente regulados por la industria química. Por ejemplo, la escritura de las etiquetas debe ser legible incluso si entra en contacto con ácidos o disolventes. Sin embargo, para el equipo de desarrollo y envasado de Darmstadt, los estándares de la industria sólo son los mínimos requisitos.

Cada día trabajan en la mejora del embalaje, siempre teniendo en cuenta los valiosos comentarios de los clientes de Supelco®. Los clientes, por ejemplo, informaron de que les resultaba difícil abrir los frascos en el laboratorio, ya que estaban sellados con mucha firmeza por motivos de seguridad. La solución era tan sencilla como pragmática: una llave que encaja en la forma especial de la tapa de rosca para que las botellas puedan abrirse de forma fácil y segura.

Hacemos todo lo posible para garantizar que los productos químicos que llegan al cliente sean de la misma calidad que cuando salen de la planta de Darmstadt.