El plástico que hay sobre tu envase metálico

Cuando tienes en la mano un envase de metal en realidad no estás tocando el metal, podríamos pensar que sí, el tacto es frío y no parece que haya nada más aparte de una etiqueta y algo de color, ¿no?. La realidad es que todos los envases metálicos que están destinados a un uso alimentario están cubiertos por una fina capa de una laca o resina polimérica, lo que todos comúnmente conocemos por plásticos.

El motivo de recurrir a esta capa de plástico es la de evitar dos fenómenos que se venían dando con este tipo de envases, el de la migración de los metales a los alimentos y su corrosión, ambos fenómenos ligados. Gracias a esta solución se ha podido corregir, si bien es cierto que los plásticos también presentan procesos de migración, este tipo de problemas, veamos qué ocurre.

La migración de materia entre el envase y el alimento no se refiere en cuanto a hechos de naturaleza física, es decir, golpes o trozos que se parten y caen, sino que se refiere a transferencia de materia por hechos físico-químicos.

Tenemos dos clases de migración, la específica, cuando medimos una transferencia de compuestos que tenemos identificados, o migración global, cuando la transferencia es de la totalidad de los compuestos que forman a la pared que envuelve el alimento aunque no conozcamos si son nocivos, ni el número de compuestos ni su naturaleza.

La migración se puede encontrar por dos motivos principales, la primera es por el material del que esté hecho el envase y la segunda por el medio de contacto entre el envase y el alimento, no es lo mismo un alimento sólido que uno líquido, ni uno ácido de uno neutro por ejemplo.

A su vez es necesario que clasifiquemos los materiales de envase dependiendo de si pueden presentar o no migración.

  • Clase 1: Materiales cuya migración es nula o casi despreciable.
  • Clase 2: Materiales que siempre presentan un grado de migración, independientemente del producto envasado.
  • Clase 3: Materiales en los que la migración depende de los productos envasados (líquidos).
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Estructura de la matriz de un polímero con su característico enredo.

En este caso vamos a ver con detalle los Clase 2 y 3.

  • Clase 2: Materiales que siempre presentan un cierto grado de migración.

Los materiales Clase 2 son los plásticos, sus polímeros tienen en forma de inclusión en su ‘maraña’ una serie de monómeros que provienen principalmente del medio de reacción del cual se formó ese plástico por fenómenos de degradación térmica. Como son moléculas de pequeño tamaño (propileno, estireno, cloruro de vinilo…) tienen la capacidad de desplazarse por la matriz polimérica, aunque no haya fuerzas externas que inciten este desplazamiento como pueden ser las vibraciones.

Por tanto, siempre que haya un gradiente de concentración entre los dos medios (alimento y envase) se producirá el proceso de difusión que acabará cuando haya un equilibrio de concentración entre los dos medios y la pared exterior e interior del envase.

A efectos prácticos siempre vamos a ver una difusión de los monómeros debido a que es imposible conseguir un equilibrio en el exterior del embalaje, en contra, en el interior podrá darse dependiendo de lo soluble que sea el monómero en el alimento o el poder de absorción del producto embalado, siempre y cuando la concentración en la pared del plástico sea elevada.

Cabe decir que parte de los monómeros que hay presentes son de naturaleza gaseosa, pero estos tienen menor importancia, la cantidad residual en la masa no puede sobrepasar el valor del 0,1%, excepto para el cloruro de vinilo, que es de 1 ppm. Pueden migrar hacia el contenido en circunstancias extremas, pero estos monómeros gaseosos se volverán gas de nuevo una vez abierto el envase.

  • Clase 3: Materiales en los cuales la migración depende de los productos con los cuales hayan estado en contacto.

En este caso la migración se lleva a cabo por las propiedades de las dos fases en contacto, normalmente los líquidos son los que controlan las formas de migración, pudiéndose dar los siguientes casos.

  1. La pared interviene en la reacción química con el contenido, dando lugar a la solubilidad de los constituyentes (embalajes metálicos).
  2. La pared actúa como cambiador de iones (vidrio, cerámica) con los alimentos.
  3. La pared absorbe los líquidos, aumentando así la movilidad y por tanto la migración de los constituyentes presentes (plásticos, papel).
  • Embalajes metálicos (latas de hojalata y alumnio)

Los metales no nobles pueden reaccionar con alimentos que presenten ácidos, como pueden ser frutas y verduras, formando hidrógeno e iones metálicos (fenómenos de corrosión).

Zn(s) + 2 HCl(aq)    ®    ZnCl2(aq) + H2(g) + energía

En latas de conserva es el estaño quien constituye la capa exterior y su superficie se recubre a su vez con óxidos, pero al no ser suficiente se añade una capa de laca (polímero) de naturaleza epoxi.

Otra fuente de contaminación son las reacciones electroquímicas, posibles, aunque poco frecuentes, que causan el hinchamiento o abombamiento de las latas así como su perforación. La degradación organoléptica resultante, como el cambio de color y gusto del producto y la contaminación bacteriana que puede desarrollarse vuelven al alimento incomestible.

A su vez, los plásticos pueden contener dos tipos de productos de naturaleza no polimérica:

  1. Aditivos: Sustancias que modifican sus propiedades físicas, químicas o mecánicas.
  2. Aditivos no intencionados: Residuos de la reacción de síntesis de los polímeros (monómeros, catalizadores, solventes).
    1. Impurezas de los productos básicos.
    2. Sustancias derivadas de los polímeros o aditivos, formados durante la fabricación o utilización de los embalajes, o durante los tratamientos de esterilización, por contacto con el oxígeno del aire durante el almacenamiento o por los efectos de la radiación

Sin alimentos, todos los gases pueden migrar siguiendo la Ley de Fick, también es posible la migración de los sólidos y líquidos aunque en estas condiciones sería despreciable. En contacto con otros líquidos (agua, ácidos y grasas), los plásticos experimentan una migración superior que depende de la naturaleza química del alimento con el que están en contacto. Los líquidos tienden a penetrar en la matriz polimérica, mientras que los aditivos tienden a migrar y equilibrar la concentración entre los dos medios. Al ser el volumen de líquido mayor al absorbido a la pared, el equilibrio progresivo da lugar a una extracción casi total.

El otro proceso que se da en un envase de metal es el de la corrosión, es decir, el deterioro del envase por consecuencia de su interacción con el medio. La resistencia a la corrosión de un envase influye en la conservación, el aspecto y las propiedades organolépticas del alimento, por tanto, hay que elegir un material que se adapte al producto ya que puede tener graves consecuencias tanto económicas como de salud.

El proceso de corrosión se da por reacciones electroquímicas, dando como resultado abombamientos, hinchamientos y perforaciones del envase y a su vez degradando el alimento, cambiando su color y ayudando a la aparición de microorganismos. Hablando desde el punto de vista químico estamos frente a una reacción REDOX, es decir, oxidación y reducción de los dos medios en contacto, el proceso de oxidación y reducción siempre van ligados, sin uno no existe el otro ya que los electrones que uno pierde debe ganarlos el otro.

¿Por qué se puede dar la corrosión en los envases?, puede ser por motivos físicos al poner en contacto dos metales distintos en un medio agresivo, por motivos químicos al haber diferencia de concentración de iones próximos a electrodos idénticos o por hechos microscópicos al haber defectos de fabricación.

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Latas que han sufrido la corrosión

Podemos encontrar varios tipos de corrosión:

  • Uniforme: Cuando se produce un adelgazamiento generalizado por toda la superficie del metal que se corroe, se puede dar en todos los metales en determinadas condiciones.
  • Galvánica: Esto se da cuando dos metales con distinta actividad se ponen en contacto, al haber una diferencia de potencial entre ambos automáticamente se produce una reacción REDOX en la que uno se reduce y el otro de oxida.
  • Picadura: Es un caso muy peculiar en el que no se puede detectar inicialmente a simple vista, normalmente por poros generados en la fabricación y en la cual el medio puede entrar a atacar el metal.
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Aquí tenemos el ejemplo de un metal con corrosión por picadura, inicialmente son muy pequeñas y difícilmente detectables por la mínima pérdida de material del envase.

Para evitar estos procesos se llevan a cabo, como hemos hablado antes, una serie de medidas, como son la de elegir bien el material a usar dependiendo del alimento en cuestión, pero sobre todo, la solución que se ha encontrado en la industria es la de lacar los metales con las resinas poliméricas (además de proporcionar un gran soporte para el serigrafiado y marketing de los productos), gracias a esto se anula el efecto de la corrosión de los metales, si bien es verdad que podemos encontrar fenómenos de difusión entre el polímero y el alimento, pero que obviamente no presenta una gran problemática frente a lo que podríamos encontrar si nuestros envases se deshicieran alrededor de nuestra comida.

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