1. Introducción
La industria del envasado metálico ha experimentado un
crecimiento significativo desde sus inicios en el siglo XIX,
consolidándose como un método eficiente para preservar y
proteger productos en una amplia variedad de sectores. En
este contexto, el proceso de doble cierre ha emergido como
una técnica esencial para garantizar la hermeticidad y la
seguridad de los productos envasados. Según Oñate (2006),
el cierre adecuado de los envases metálicos previene
problemas como la contaminación bacteriológica, la
corrosión y la alteración del contenido, además de asegurar
la resistencia necesaria para soportar las exigencias del
transporte y almacenamiento.
Las máquinas cerradoras son ampliamente utilizadas en la
industria debido a su capacidad para realizar cierres precisos
y consistentes. No obstante, su desempeño puede verse
afectado por problemas recurrentes como el desgaste de las
rulinas, una calibración incorrecta o la falta de
mantenimiento, lo que impacta negativamente en la calidad
y la eficiencia del cierre. Quezada (2023) enfatiza que la
implementación de mejoras técnicas, como el diseño
optimizado de rulinas, puede solucionar estas limitaciones,
aumentando la precisión del proceso y reduciendo el
desperdicio de material.
En el Instituto Superior Tecnológico Luis Arboleda
Martínez, estas máquinas se utilizan con fines educativos en
carreras relacionadas con la mecánica y operación de
máquinas, donde su desempeño es crítico tanto para la
formación técnica de los estudiantes como para la simulación
de procesos industriales reales. Sin embargo, se han
identificado fallos técnicos y ciclos de producción
prolongados debido a las limitaciones actuales en el diseño
de las rulinas, lo que resalta la necesidad de una mejora
técnica en este componente clave del proceso.
La optimización del doble cierre no solo responde a las
demandas operativas, sino también a los estándares de
calidad y seguridad alimentaria, como lo señalan Barbosa-
Cánovas et al. (2003), quienes destacan que un sellado
hermético adecuado es esencial para mantener la integridad
del producto y garantizar su inocuidad. Además, la
Organización Mundial de la Salud (OMS, 2015) subraya que
fallas en el empaque o el sellado pueden resultar en riesgos
significativos para la salud pública, especialmente en
alimentos altamente perecederos.
Por otro lado, la literatura técnica señala que las herramientas
avanzadas de mecanizado y diseño asistido por
computadora, como el software Mastercam, permiten
fabricar componentes con alta precisión y tolerancias
controladas, factores clave para mejorar procesos
industriales críticos (Toledo, 2007). La implementación de
rulinas fabricadas con acero martensítico ofrece una solución
viable para abordar los desafíos actuales en las máquinas
cerradoras RF-4A3, mejorando tanto la calidad del cierre
como la eficiencia del proceso.
El acero martensítico es un material destacado en
aplicaciones industriales debido a su dureza, resistencia al
desgaste y capacidad de endurecimiento, características que
lo hacen ideal para componentes sometidos a cargas
constantes, como las rulinas (Deng et al., 2021). La
transformación martensítica inducida por deformación es un
fenómeno importante en aleaciones de alta entropía, que
podría influir en el comportamiento del acero martensítico
en aplicaciones industriales (Kenta et al., 2024)."
El doble cierre es un proceso esencial en la industria del
envasado metálico, ya que garantiza la hermeticidad y
seguridad de los productos, preservando sus propiedades
organolépticas y microbiológicas (Rodríguez & Pérez,
2012). Este proceso consiste en unir herméticamente el
cuerpo del envase y su tapa mediante un mecanismo de
engatillado doble, que forma una barrera contra
contaminantes externos (Fanser, 2023).
En las últimas décadas, la industria ha adoptado tecnologías
avanzadas para mejorar la calidad y consistencia del cierre,
reduciendo defectos como arrugas y rebabas (Barbosa-
Cánovas et al., 2003). No obstante, desafíos técnicos como
el desgaste de rulinas, mala calibración y materiales
inadecuados afectan el desempeño de las máquinas
cerradoras, generando pérdidas de material y reduciendo la
eficiencia operativa (Jiménez, 2015).
Esta investigación busca optimizar el proceso de doble cierre
en envases metálicos mediante el diseño y fabricación de
rulinas específicas para las máquinas cerradoras RF-4A3. La
implementación de acero martensítico y tecnologías como
CAD/CAM y CNC asegura resultados reproducibles y
alineados con los estándares internacionales de calidad,
como ISO 22000 (ISO, 2020).
2. Background
El cierre hermético de envases metálicos es una tecnología
que ha evolucionado desde el siglo XIX, adaptándose a las
demandas de la industria alimentaria (Rodríguez et al.,
2019). Las máquinas cerradoras modernas, como las RF-
4A3, emplean rulinas de primera y segunda operación para
lograr cierres uniformes y seguros. Estas máquinas requieren
ajustes precisos y componentes de alta resistencia para
mantener la calidad del sellado, especialmente bajo
condiciones operativas intensivas (Tello-Macías & Herrera
Suárez, 2021).
El acero martensítico es un material ampliamente utilizado
en aplicaciones industriales debido a su dureza, resistencia al
desgaste y capacidad de endurecimiento, características que