Las botellas de vidrio se fabrican mezclando arena de sílice, carbonato sódico, piedra caliza y vidrio reciclado. La mezcla se funde en un horno a alta temperatura y se divide en piezas medidas denominadas «gotas». Cada gota se moldea dentro de moldes metálicos, se enfría gradualmente en un horno de recocido, se inspecciona para detectar defectos y se decora cuando es necesario.
Cada fase requiere un control minucioso. Un pequeño cambio en las materias primas, la temperatura del vidrio, el peso de la gota de vidrio, el estado del molde o la velocidad de enfriamiento puede afectar al resultado final de la botella.
La producción moderna de botellas suele llevarse a cabo mediante un proceso continuo. Las materias primas entran por un extremo, mientras que las botellas ya moldeadas e inspeccionadas salen por el otro. Dependiendo del proyecto, las botellas acabadas pueden ser transparentes, ámbar, verdes o de cualquier otro color. También pueden ser redondas, cuadradas, ovaladas, con forma de frasco o totalmente personalizadas.
¿De qué están hechas las botellas de cristal?
La mayoría de las botellas de envase están fabricadas con vidrio sodocálcico. Se trata del vidrio habitual que se utiliza para botellas de bebidas, botellas de licores, frascos de perfume, envases de cosméticos, tarros de alimentos y muchos otros tipos de envases.
Sus ingredientes principales son la arena de sílice, el carbonato sódico, la piedra caliza y el vidrio triturado. El vidrio triturado es vidrio limpio y triturado que se puede fundir y reutilizar.
El Glass Packaging Institute explica que el vidrio para envases se fabrica principalmente a partir de arena, carbonato sódico, piedra caliza y vidrio reciclado procesado. Los fabricantes también pueden añadir pequeñas cantidades de otros materiales para controlar el color, el comportamiento durante la fusión y la calidad final del vidrio. Se puede consultar más información en su guía sobre De qué está hecho el cristal.
| Materia prima | Papel protagonista en «The Glass» |
|---|---|
| Arena de sílice | Constituye la estructura principal de cristal |
| Carbonato sódico | Ayuda a que la mezcla se derrita a una temperatura más baja |
| Piedra caliza | Mejora la durabilidad y la estabilidad química |
| Vidrio triturado | Se funde más fácilmente y sustituye a parte de las nuevas materias primas |
| Aditivos menores | Control del color, el pulido y otras propiedades del vidrio |
Cada material debe cumplir unas especificaciones controladas. La pureza, el tamaño de las partículas, la humedad y la composición química pueden influir en la uniformidad con la que se mezcla y se funde el lote.
El vidrio triturado también requiere una preparación minuciosa. Normalmente se clasifica por colores, se tritura, se criba y se limpia. Es necesario eliminar los metales, la cerámica, el vidrio resistente al calor y otros contaminantes, ya que pueden provocar defectos en las botellas nuevas.
¿Cómo se fabrican las botellas de vidrio, paso a paso?
Cada fase prepara el vidrio para la siguiente. Un problema que surja durante la mezcla o la fusión puede seguir siendo visible en la botella acabada, por lo que los fabricantes controlan tanto el material como las condiciones de producción a lo largo de todo el proceso.
Paso 1: Se miden y se mezclan las materias primas
La producción comienza en la sala de dosificación, donde la fábrica almacena, mide y mezcla los principales ingredientes del vidrio.
La arena de sílice suele constituir la mayor parte de la mezcla. La carbonato sódico, la piedra caliza y los restos de vidrio limpios se añaden en cantidades controladas según la fórmula y el color del vidrio que se desee obtener.
Los sistemas de pesaje automático miden cada ingrediente antes de que los materiales se mezclen para formar un lote homogéneo. Es importante que la mezcla sea homogénea, ya que el vidrio requiere una composición química estable.
Una distribución inadecuada del material puede dificultar la fusión. También puede afectar al color, la transparencia, la viscosidad, la resistencia o la estabilidad química del vidrio.
En esta fase se pueden añadir materiales colorantes. Mediante el control minucioso de las cantidades de hierro, cromo, cobalto y otros compuestos se pueden obtener colores de vidrio como el ámbar, el verde, el azul u otros.
Paso 2: El lote se funde en un horno
El lote preparado se introduce en un gran horno de vidrio que funciona de forma continua a una temperatura muy elevada.
Los hornos de vidrio para envases suelen funcionar a unos 1.500 °C. A esta temperatura, la arena y otros materiales reaccionan y se convierten en vidrio fundido.
El vidrio debe ser algo más que un simple líquido. Debe ser homogéneo y no contener partículas sin fundir, burbujas grandes ni diferencias químicas evidentes.
A medida que el vidrio fundido avanza por el horno, los materiales tienen tiempo de fundirse, mezclarse, refinarse y adquirir una mayor homogeneidad. El horno suele permanecer en funcionamiento entre un pedido de producción y otro, ya que enfriar y volver a calentar una estructura tan grande requeriría una cantidad considerable de tiempo y energía.
Paso 3: Se acondiciona el vidrio fundido
El vidrio que sale del horno principal suele estar demasiado caliente y ser demasiado fluido para poder dar forma a las botellas de manera estable.
Por lo tanto, se desplaza a través de un canal denominado «antehorno». El antehorno lleva el vidrio fundido a una temperatura controlada y ayuda a mantener esa temperatura constante antes de que el vidrio llegue a la máquina de conformado.
La temperatura de moldeo adecuada depende de la composición del vidrio, el peso de la botella, su forma y el método de producción. El material debe ser lo suficientemente maleable como para desplazarse por el molde, pero lo suficientemente controlado como para mantener una distribución uniforme.
La viscosidad del vidrio varía rápidamente con la temperatura. Si el vidrio está demasiado caliente, puede extenderse de forma desigual. Si está demasiado frío, es posible que no llene el molde correctamente.
Paso 4: El vidrio se corta en trozos
Al final del antehorno, el vidrio fundido fluye a través de una abertura. Unas cizallas mecánicas cortan el chorro en piezas individuales denominadas «gotas».
Cada gota contiene la cantidad de vidrio necesaria para fabricar una botella.
El peso de la gota debe mantenerse constante. Una gota demasiado grande puede dar lugar a una botella con exceso de peso o a que quede demasiado vidrio en una zona. Una gota demasiado pequeña puede provocar paredes delgadas, una capacidad reducida o un moldeado incompleto.
La temperatura y la forma también son importantes. La masa fundida debe introducirse sin problemas en la máquina de conformado y alcanzar la posición correcta dentro del primer molde.
Un sistema de transporte conduce cada pieza en bruto a la sección correspondiente de la máquina de conformado.
Paso 5: La botella se moldea en el interior de los moldes
La masa de plástico entra primero en un molde vacío, donde la máquina le da forma a una pieza hueca inicial denominada «parison».
La preforma aún no es una botella terminada. Ya tiene el cuello y la cavidad interna básicos, pero su cuerpo sigue siendo más pequeño y más grueso que el del envase final.
La máquina traslada la preforma a un molde de soplado final. El aire comprimido expande el vidrio caliente hasta que alcanza las paredes del molde. En ese momento, la botella adquiere su forma definitiva, con los hombros, la base y los detalles de la superficie moldeada.
La producción comercial de envases utiliza principalmente los métodos de soplado-soplado, prensado-soplado y prensado-soplado de cuello estrecho. Emhart Glass explica que los fabricantes eligen el proceso de conformado en función de la abertura del envase, su forma, su peso y la distribución del vidrio requerida. Su resumen de métodos de conformado de envases de vidrio ofrece más detalles.
Conformado por soplado y soplado
El proceso de soplado doble utiliza aire comprimido durante las dos fases principales de conformado.
En primer lugar, el aire crea la preforma hueca dentro del molde inicial. A continuación, la máquina traslada la preforma al molde final, donde un segundo suministro de aire la expande hasta convertirla en la botella acabada.
Este método se utiliza habitualmente para envases de cuello estrecho, entre los que se incluyen muchas botellas de bebidas, licores, productos farmacéuticos y alimentos.
Conformado por prensado y soplado
El proceso de prensado y soplado utiliza un émbolo metálico para dar forma a la preforma dentro del molde en bruto.
El émbolo presiona la gota de material fundido y crea la cavidad interna inicial. A continuación, la preforma se desplaza hasta el molde final, donde el aire comprimido la expande hasta convertirla en el envase terminado.
Este método se utiliza ampliamente para tarros y otros recipientes con aberturas más anchas. El émbolo permite a la máquina controlar directamente la forma inicial del vidrio.
Conformado por soplado y prensado de cuello estrecho
El proceso de prensado y soplado para envases de cuello estrecho, a menudo abreviado como NNPB, utiliza un émbolo más pequeño y controlado para los envases de cuello estrecho.
En comparación con el proceso tradicional de soplado doble, la tecnología NNPB permite a los fabricantes controlar mejor la distribución del vidrio. Esto puede contribuir a reducir el peso innecesario de las botellas, al tiempo que se mantiene el rendimiento requerido.
Aligerar el peso no significa simplemente eliminar el vidrio. El vidrio restante debe distribuirse correctamente por el cuerpo, el talón, los hombros, la base y el cuello.
| Método de conformado | Cómo se fabrica el parison | Solicitud común |
|---|---|---|
| Golpe por golpe | Aire comprimido | Botellas de cuello estrecho |
| Presionar y soplar | Émbolo metálico | Tarros y recipientes de boca ancha |
| Prensado y soplado de cuello estrecho | Émbolo controlado más pequeño | Botellas ligeras o de cuello estrecho controlado |
Paso 6: Se someten las botellas a un proceso de recocido
Una botella recién formada sigue estando muy caliente. Sus superficies interior y exterior no se enfrían exactamente al mismo ritmo.
Si el vidrio se enfría demasiado rápido, pueden quedar tensiones internas atrapadas en su interior. En ese caso, la botella podría ser más propensa a agrietarse durante su manipulación, llenado, almacenamiento o ante cambios de temperatura.
Para evitarlo, las botellas calientes se introducen en un horno de recocido. Un horno de recocido es un horno largo, con temperatura controlada, que cuenta con varias zonas de calentamiento y enfriamiento.
A medida que las botellas avanzan por el horno de enfriamiento, la temperatura desciende gradualmente. Este enfriamiento controlado permite que se liberen las tensiones internas en todo el vidrio.
Cuando las botellas salen del horno de enfriamiento, ya están lo suficientemente frías como para manipularlas e inspeccionarlas con normalidad.
El recocido no puede corregir una botella mal formada. Reduce la tensión generada durante el enfriamiento, pero la botella debe tener la forma adecuada y la distribución correcta del vidrio antes de entrar en el horno de recocido.
Paso 7: Se pueden aplicar tratamientos protectores a la superficie
Las botellas de vidrio suelen recibir tratamientos protectores muy finos durante su fabricación.
Se puede aplicar un recubrimiento en caliente mientras la botella aún está caliente. Se puede añadir un tratamiento en frío tras el recocido.
Estos recubrimientos son distintos de los recubrimientos decorativos aplicados con pulverizador. Suelen ser transparentes y su finalidad es reducir los arañazos que se producen cuando las botellas rozan entre sí durante la producción y la manipulación.
El vidrio ofrece un buen comportamiento bajo compresión, pero los arañazos en la superficie pueden reducir su resistencia práctica. Proteger la superficie exterior ayuda a que las botellas superen los procesos de inspección, almacenamiento y uso posterior con menos daños.
El recubrimiento es extremadamente fino y no debería alterar de forma apreciable el aspecto de la botella.
Paso 8: Se inspeccionan las botellas
Las botellas terminadas deben superar una inspección antes de que se autorice su uso.
Las fábricas modernas utilizan cámaras, sensores, medidores y sistemas mecánicos de ensayo. Estos sistemas permiten comprobar las dimensiones de la botella, el acabado del cuello, la verticalidad, el grosor de la pared, la base, las grietas, las impurezas, las burbujas y otros defectos visibles o estructurales.
Los requisitos de inspección dependen de la aplicación. Un frasco de perfume, un tarro de comida, una botella de agua sin gas, una botella de cerveza y una botella de vino espumoso resistente a la presión no necesitan someterse exactamente a las mismas pruebas.
Entre los puntos de inspección habituales se incluyen:
- forma y dimensiones del cuerpo;
- altura y verticalidad de la botella;
- abertura del cuello y superficie de sellado;
- grietas alrededor del acabado o la base;
- zonas de cristal delgadas o irregulares;
- burbujas, piedras e inclusiones;
- estabilidad de la base;
- capacidad y peso;
- resistencia a la presión, a los impactos o a los choques térmicos, cuando sea necesario.
En algunos proyectos, puede ser aceptable una pequeña burbuja de carácter estético. Sin embargo, una grieta marcada, una superficie de sellado dañada o un problema grave en la distribución del vidrio pueden hacer que la botella no sea apta para su uso.
La inspección permite distinguir las pequeñas variaciones visuales de los defectos que puedan afectar al llenado, al sellado, a la seguridad o al aspecto.
¿Cómo se decoran las botellas de vidrio tras su fabricación?
La botella básica queda terminada tras el moldeado, el recocido y la inspección. Algunas botellas se suministran tal cual, sin más, mientras que otras pasan a un proceso de acabado independiente.
La decoración modifica el aspecto de la superficie sin alterar la estructura principal del vidrio. Entre las opciones más habituales se encuentran la serigrafía, el esmerilado, el recubrimiento por pulverización, el estampado en caliente, las etiquetas, la impresión de calcomanías y la metalización.
El relieve se diferencia en que el diseño en relieve o en hueco suele crearse mediante el molde de la botella. Por lo tanto, debe planificarse antes de que comience el proceso de moldeo.
Las marcas que deseen comparar diferentes acabados pueden consultar la guía de Jingbo Group sobre decoración de botellas de cristal.
La decoración no debe utilizarse para ocultar defectos graves de fabricación. La botella sin decorar debe superar primero la inspección correspondiente.
¿Se puede utilizar el vidrio reciclado para fabricar botellas nuevas?
Sí. El vidrio limpio de envases reciclados se puede triturar para convertirlo en vidrio triturado y fundirlo para fabricar nuevas botellas y tarros.
El vidrio reciclado se funde más fácilmente que las materias primas totalmente nuevas. Permite reducir la cantidad de arena, carbonato de sodio y piedra caliza necesaria en la mezcla.
El Instituto del Envase de Vidrio señala que cada aumento de 10% en la proporción de vidrio triturado puede reducir las necesidades energéticas del horno en aproximadamente entre 2 y 3%. Asimismo, afirma que el vidrio de envase puede reciclarse repetidamente sin perder su calidad ni su pureza básicas. Para más información, consulte su Datos sobre el reciclaje del vidrio.
No todos los productos de vidrio roto deben introducirse en un horno para vidrio de envase. Los espejos, la cerámica, los vasos, el vidrio de laboratorio, los recipientes para horno y otros productos resistentes al calor pueden tener propiedades de fusión diferentes.
Por lo tanto, el vidrio triturado debe clasificarse y limpiarse antes de su uso. La contaminación puede provocar la aparición de grietas, rayas, zonas débiles u otros defectos en el vidrio nuevo.
¿Cómo se fabrican las botellas de vidrio de colores?
Los fabricantes pueden fabricar botellas de vidrio de colores de dos formas principales.
El primer método consiste en añadir colorantes controlados a la masa antes de la fusión. De este modo, se consigue que el color impregne todo el vidrio.
Las botellas de bebidas de color ámbar y verde suelen fabricarse de esta manera. Como el color forma parte de la composición del vidrio, sigue siendo visible incluso si la superficie de la botella presenta arañazos.
El segundo método consiste en fabricar primero una botella transparente y, a continuación, aplicar un recubrimiento de color en la superficie. El recubrimiento permite a las marcas disponer de una gama más amplia de tonos, degradados, efectos opacos, acabados nacarados y otros estilos decorativos.
El vidrio coloreado y el vidrio recubierto no son lo mismo. En el primero, el color impregna todo el vidrio, mientras que en el segundo hay una capa decorativa sobre la superficie acabada.
Los compradores deben confirmar qué método se les está ofreciendo, ya que el aspecto, el proceso de decoración, el coste y el rendimiento pueden variar.
¿Por qué las botellas de cristal tienen líneas o costuras?
La mayoría de las botellas fabricadas a máquina presentan costuras de molde visibles.
Un molde de soplado final suele estar compuesto por varias secciones metálicas. En los puntos donde se unen esas secciones, puede quedar una fina línea vertical a lo largo del cuerpo de la botella.
También pueden aparecer líneas circulares cerca de la base o alrededor del acabado del cuello. Estas marcas se deben a los puntos en los que se unen las diferentes piezas del molde durante el proceso de conformado.
Una costura lisa y bien definida es algo habitual en la producción a máquina. Esto no significa automáticamente que la botella sea defectuosa.
Una costura puede suponer un problema de calidad si es inusualmente afilada, gruesa, irregular, está agrietada o se sale de los límites de tolerancia aprobados.
El relieve personalizado y los paneles decorativos deben planificarse teniendo en cuenta las juntas del molde. Una junta que atraviese un logotipo o la zona principal de exposición puede afectar al aspecto final.
¿Cómo se fabrican las botellas de cristal de fondo grueso?
Una botella de fondo grueso tiene más vidrio en la base.
El efecto comienza con el diseño de la botella y la ingeniería del molde. El peso de la masa inicial, la forma de la preforma, la cavidad del molde, el proceso de conformado y las condiciones de enfriamiento influyen en el desplazamiento del vidrio.
El proceso de conformado debe dirigir suficiente material hacia la base, al tiempo que se mantiene el correcto conformado de las paredes y los hombros.
Un fondo que parece grueso no siempre es de cristal macizo. Algunas botellas utilizan una base interna abombada o rebajada para crear un efecto visual de mayor profundidad.
El fabricante debe calcular conjuntamente el diseño exterior y la capacidad interior. Añadir más vidrio a la base puede modificar el peso de la botella, su volumen, su comportamiento térmico y la estabilidad de la producción.
¿Cuánto tiempo se tarda en fabricar una botella de vidrio?
La fase de conformado propiamente dicha es rápida, ya que las máquinas automáticas funcionan en ciclos continuos.
Sin embargo, el proceso de producción completo no puede describirse con un único plazo. En primer lugar, hay que fundir y acondicionar las materias primas. Tras el moldeado, las botellas aún deben someterse a un proceso de recocido, a una inspección y a cualquier proceso de decoración necesario.
Una vez que la línea funciona a pleno rendimiento, puede producir muchas botellas en poco tiempo. El calendario general de pedidos también depende de la preparación de los moldes, la cantidad, el color del vidrio, la planificación de la producción, la inspección y los requisitos de acabado.
Una botella estándar fabricada a partir de un molde ya existente suele ser más fácil de programar que un diseño completamente nuevo.
La fabricación de una botella a medida requiere una revisión del diseño, el desarrollo del molde, la producción de muestras, la realización de pruebas y la aprobación antes de que pueda comenzar la fabricación en serie.
Cómo fabrica Jingbo Group las botellas de vidrio
Jingbo Group utiliza métodos automatizados de soplado-soplado y prensado-soplado para fabricar botellas de envase. El diseño de moldes y la inspección en línea permiten controlar la forma de la botella, la distribución del vidrio, las dimensiones del cuello y la calidad visible.
Una vez fabricada la botella, Jingbo Group puede ofrecer serigrafía, estampado en caliente, mateado, recubrimiento por pulverización, metalización, etiquetado y otros procesos de acabado. Los clientes pueden elegir un molde ya existente o desarrollar una nueva botella a medida para un proyecto de envasado a largo plazo.
Para obtener más información sobre las capacidades de fabricación y acabado de la empresa, consulte la página Página de la fábrica Jingbo Group.
Preguntas frecuentes sobre la fabricación de botellas de vidrio
¿Se soplan las botellas de cristal a mano?
La mayoría de las botellas de envase comercial no se fabrican a mano mediante soplado. Las máquinas automáticas utilizan moldes, aire comprimido y émbolos para producir botellas de forma uniforme y a gran velocidad.
El vidrio soplado a mano sigue utilizándose para la cristalería artística, las botellas decorativas, los prototipos y algunos productos especializados de baja producción.
¿A qué temperatura se fabrican las botellas de vidrio?
Las materias primas se funden a unos 1.500 °C, aunque la temperatura exacta depende de la composición del vidrio y de las condiciones del horno.
Antes de su moldeado, el vidrio fundido se enfría y se acondiciona a una temperatura más controlada.
¿Por qué las botellas de cristal no se enfrían de forma natural?
Un enfriamiento rápido e incontrolado puede generar tensiones internas en el vidrio. Una botella puede parecer normal, pero es más probable que se rompa más adelante.
Un horno de recocido reduce la temperatura de forma gradual y ayuda a liberar esta tensión.
¿Las costuras de moldeo son un defecto de las botellas de vidrio?
Es normal que las botellas fabricadas a máquina presenten una línea de moldeo fina y lisa.
Puede considerarse un defecto si está afilado, es excesivamente grueso, está agrietado, presenta una desalineación grave o no cumple con la norma de aspecto aprobada.
¿Se pueden convertir las botellas de cristal viejas en botellas nuevas?
Sí. El vidrio de envase limpio y correctamente clasificado puede triturarse para convertirlo en vidrio triturado y fundirse de nuevo.
El material reciclado no debe contener cerámica, metales, vidrio resistente al calor ni otros contaminantes.
¿Todas las botellas de cristal están hechas del mismo cristal?
La mayoría de las botellas de envase están fabricadas con vidrio sodocálcico, aunque la composición exacta puede variar.
Los fabricantes pueden ajustar la fórmula en función del color, la transparencia, el comportamiento de fusión, la resistencia química o una aplicación concreta.
¿Qué es un parison?
Una preforma es la primera pieza de vidrio hueca que se crea en el interior del molde en bruto.
Se traslada al molde final, donde el aire comprimido lo expande hasta convertirlo en la botella acabada.
¿Por qué algunas botellas tienen un grosor de cristal irregular?
La geometría de la botella exige, por naturaleza, cantidades diferentes de vidrio en distintas zonas. Sin embargo, una variación excesiva puede deberse a una temperatura incorrecta de la gota de vidrio, a condiciones de moldeo inadecuadas, a un enfriamiento deficiente del molde o a un diseño inadecuado de la preforma.
Es importante controlar el grosor del vidrio, ya que las zonas muy finas pueden reducir el rendimiento de la botella.
Conclusión
El proceso de fabricación de botellas de vidrio transforma la arena, el carbonato de sodio, la piedra caliza y el vidrio reciclado en envases acabados mediante las fases de fusión, corte de gotas, moldeado, recocido e inspección.
Cada fase influye en el resultado final. Para lograr una producción homogénea, es imprescindible contar con materiales estables, temperaturas controladas, moldes precisos, un enfriamiento gradual y un control de calidad fiable.
Grupo Jingbo combina el moldeado automatizado del vidrio, el desarrollo de moldes a medida, el control de calidad y la decoración propia para dar respuesta tanto a botellas estándar como a proyectos de envases personalizados.