¿Qué es un torquímetro? Guía de la medición del torque de tapas

Un torquímetro es un instrumento de medición que determina la fuerza de rotación necesaria para apretar o aflojar una tapa roscada en un envase. Mide el torque aplicado por la taponadora y el torque que el consumidor necesitará para abrir el envase. Los torquímetros son equipos habituales en los laboratorios de control de calidad de las industrias de bebidas, alimentos, cosmética y farmacéutica.

¿Cómo funciona un torquímetro?

El envase se sujeta firmemente sobre una mesa de medición mientras se gira la tapa, a mano o con un motor. En los torquímetros electrónicos, un sensor de torque convierte la fuerza de torsión en una señal eléctrica, y el instrumento muestra el valor, normalmente el pico alcanzado durante la prueba. Los torquímetros mecánicos, como el TMV-ECO, utilizan un resorte.

Torque de apertura: el torque necesario para desenroscar la tapa, también llamado torque de remoción.

Torque de cierre: el torque utilizado para apretar la tapa, como lo hace un cabezal de taponado en la línea, también llamado torque de aplicación.

Torque de desbloqueo y de ruptura: en las tapas con banda de seguridad, la curva de apertura muestra dos picos. El primero es el torque de desbloqueo, cuando la tapa empieza a girar. El segundo es el torque de ruptura, cuando se rompen los puentes entre la tapa y su banda.

Un torquímetro debe medir únicamente el torque alrededor del eje de la tapa. Los torquímetros de AT2E utilizan un sistema mecánico especial que anula la mayor parte de las influencias no coaxiales y de la carga vertical sobre la medición, para que el resultado dependa lo menos posible de la forma en que el operador sujeta el envase.

Aplicaciones principales

Bebidas: control del taponado de botellas de PET y de vidrio con tapas roscadas, tapas sport y cierres con banda de seguridad.

Cosmética y farmacia: tarros, frascos y viales con tapas roscadas pequeñas, para los que resulta útil un modo de medición de alta precisión con valores de torque bajos.

Ajuste de las líneas de taponado: comprobar que cada cabezal de taponado aplica el torque correcto, directamente en la línea.

Calibración: comprobar la exactitud de los torquímetros con un torque de referencia.

Conceptos clave: torque de aplicación, torque de remoción y exactitud

El torque de aplicación y el torque de remoción no son iguales. Después del taponado, la tapa y su sello interior se relajan, por lo que el torque de remoción suele ser inferior al torque de aplicación, y sigue cambiando durante las primeras horas y los primeros días. Por eso los laboratorios registran el momento de cada medición, y muchos siguen un método de prueba como la ASTM D2063 para la retención del torque.

Un torque demasiado bajo puede provocar fugas y, en las bebidas carbonatadas, una pérdida de CO2. Un torque demasiado alto hace que el envase sea difícil de abrir y puede dañar la tapa o su rosca.

El torque se expresa en kgf·cm, N·m, N·cm o in·lbs. 1 N·m equivale a 10,2 kgf·cm, es decir, 8,85 in·lbs.

La exactitud suele expresarse como porcentaje del fondo de escala. En el TMV7 de AT2E, que mide de 0 a 99,00 kgf·cm con una exactitud de 0,2 % F.S., el error posible es de unos 0,2 kgf·cm en todo el rango. Para tapas muy pequeñas, el TMV7 también tiene un modo de alta precisión de 0,030 a 4,000 kgf·cm.

¿Prueba manual o automatizada?

Cualquiera que haya abierto un frasco en casa sabe que el resultado depende de la mano: girar rápido o despacio, apretar el frasco o no, y el esfuerzo se siente distinto. En el laboratorio ocurre lo mismo. Con un torquímetro manual, la velocidad y la sujeción varían de un operador a otro.

Los torquímetros automatizados eliminan esta influencia humana. La tapa se sujeta de forma neumática, el cabezal de medición se ajusta a la altura de la muestra, la velocidad de rotación se configura (de 0,3 a 10,0 rpm en el ADATMV-ECO) y el cero se restablece automáticamente antes de cada ciclo. El operador coloca la muestra y pulsa el botón de inicio.

Un tercer enfoque mide el torque donde se aplica. Una botella dinamométrica de torque, como la BT ETA TORQUE, se instala en la línea después de la llenadora y pasa bajo los cabezales de taponado como una botella real. Mide el torque en condiciones reales de velocidad y carga vertical, sin desmontar la máquina.

Calibración del torquímetro

Un torquímetro se calibra con una referencia de torque más exacta que el propio torquímetro. Entre dos calibraciones, una verificación rápida confirma que sigue midiendo correctamente:

1. Instalar una referencia de torque, como la BT ETA TORQUE ECO (exactitud ±0,5 in·lbs), sobre la mesa de medición del torquímetro.

2. Girar lenta y uniformemente en el sentido de apertura o de cierre.

3. Comparar el valor mostrado por el torquímetro con el valor de ajuste de la referencia, y registrar la desviación.

Los torquímetros TMV y ADATMV de AT2E se entregan con un certificado de calibración COFRAC. Si un torquímetro presenta una desviación superior al límite aceptable, debe ajustarse y volver a calibrarse antes de usarse de nuevo.

Torquímetros de AT2E

AT2E fabrica sus propios torquímetros desde 1991, inicialmente a petición de un fabricante de cosméticos. La gama abarca la medición manual, automatizada y en línea:

• TMV7: torquímetro electrónico con pantalla táctil, de 0 a 99,00 kgf·cm, exactitud 0,2 % F.S., modo de torque de desbloqueo y de ruptura.

• TMV8: torquímetro electrónico, de 0 a 99,00 kgf·cm, exactitud 0,5 % F.S.

• TMV-ECO: torquímetro totalmente mecánico de resorte, de 0 a 25 in·lbs, sin electricidad.

• ADATMV-ECO: torquímetro semiautomático con inicio por un solo botón; su software está diseñado para cumplir los requisitos de la FDA 21 CFR Part 11.

• ADATMV5: torquímetro automatizado monoposte con 7 ciclos de medición.

• BT ETA TORQUE: botella dinamométrica de torque para cabezales de taponado, de 0 a 60,00 kgf·cm.

• TORQUE CHECK: controlador de torque portátil para torquímetros, tapas y cabezales de taponado.

• BT ETA TORQUE ECO: botella de referencia de torque de 1 a 15 in·lbs, para verificar cualquier torquímetro.

Conclusión

El torque es una de las mediciones más sencillas en un envase cerrado y una de las más reveladoras: muestra si la taponadora funciona correctamente y si el consumidor podrá abrir el producto. Medido con un instrumento estable y calibrado, en un momento conocido después del taponado, da resultados comparables de un turno, una línea o una planta a otra.

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