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Para diseñar una válvula

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Para-disenar-una-valvula-2La válvula es quizá el componente del sistema aerosol más complejo, al ser el dispositivo mecánico que regula el paso del fluido entre dos medios con diferentes presiones, además de ser fundamental en el proceso de llenado del propelente y en el cierre hermético del envase.

Por tal razón su diseño y desarrollo consisten en una serie de procedimientos donde el entendimiento entre el área de diseño y la planta es básico para evitar proyectos inconclusos o demoras en lanzamientos de productos debido a defectos en el aerosol o incompatibilidades entre los insumos.

También se presentan pérdidas en rendimiento en planta debido a paradas en las corridas, porque al final de cuentas las válvulas no tienen el funcionamiento esperado o debido a que no cumplen con las especificaciones deseadas para la manufactura del producto.

De igual forma, cuando no se tiene una buena válvula, se caen en reprocesos, lo que conlleva a crear controles adicionales. Y si aun así el producto llagara a salir al mercado, hay altas posibilidades de recibir reclamos por parte del consumidor y de los comercializadores por un aerosol que no funciona como se espera.

Una de las características que define a los productos en aerosol es la alta tecnología implícita desde su diseño hasta su fabricación, por lo que es preciso conocer todos los procedimientos comprendidos en la producción, tales como inyección de plásticos, extrusión por impacto, armado de alta velocidad, capping, perfumería, formulación de aerosoles, estampado de metales, repujado, soldadura, llenado de aerosoles, extrusión de plásticos, entre otros.

Revisión de diseño

Una etapa fundamental que no debe omitirse durante el proceso de fabricación de las válvulas es la revisión de su diseño. Esto implica la necesidad de conocer todas las características técnicas que influyen potencialmente en el resultado. Por lo mismo deben estudiarse planos y tolerancias, defectos potenciales, capacidades reales de proceso e impacto final. Por último, deben definirse los llamados CTQ ́s (Critical to Quality).

En un artículo anterior (Parámetros para la calidad en aerosoles, Aerosol La Revista, junio 2013) se determinaron a los CTQs como los parámetros críticos de calidad internos, que van de acuerdo con los deseos y necesidades del cliente. Establecen las características mensurables de un producto o proceso cuyos estándares o límites de especificación y funcionamiento deben cumplirse con el fin de satisfacer a quien lo solicite.

Considerando lo anterior, es posible tener un control total de la producción, sin embargo siempre será necesaria una revisión del diseño en desarrollo, por lo que es recomendable hacer el registro del estudio basándose en la armonización documentada de criterios con los proveedores.

Aunado, se debe considerar las características de la formulación, como lo son el tipo de solventes y propelentes a emplear, así como su relación con el concentrado, el envase a utilizar, uso del producto y el tipo de spray requerido.

Por otra parte, es indispensable no perder de vista en el desarrollo de la válvula y del aerosol las normas aplicables para su manufactura, así como los requisitos legales que cada país ha diseñado para tales casos.

Selección de la válvula

Muchas son las preguntas que se hacen los clientes al momento de proyectar su idea de producto en aerosol, y más aún cuando se tiene que seleccionar la válvula. Para este fin es importante tener en cuenta la compatibilidad de los materiales con los cuales está fabricada la válvula y el concentrado.

Hay sustancias empleadas en la fórmula del concentrado que pueden provocar corrosión o delaminación en la estructura de la válvula, por lo mismo es necesario hacer ensayos para saber cuáles deben ser los materiales compatibles con la formulación.

Así también los componentes del concentrado llegan a deteriorar la arandela interna, aumentando o disminuyendo su elongación, afectando su funcionamiento.

Por otra parte, la interacción entre los componentes de la válvula y el concentrado pueden traer alteraciones organolépticas que dañen la calidad del aerosol tales como: cambios de color en el producto, alteración de la fragancia o variación por presencia de solventes.

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Generalidades

Las válvulas se pueden escoger por ser continúas o dosificadoras. También por su diámetro de la boca del envase, según el producto a dispensar, por su accionamiento (ya sea lateral o vertical), por su aplicación (uso invertido), por su configuración externa (Bag on Valve o válvulas especiales) o por el sistema de llenado que soportan (UTC).

Son muchas y muy variadas las razones por las cuales se debe seleccionar la válvula que mejor se adecue a las necesidades del producto. Por ejemplo: Si se quiere un producto en polvo, el cual tiene tendencia al tapado se deben elegir componentes que prevengan el depósito de partículas de polvo. Si se quiere espuma se debe tener en cuenta que para este efecto no se ocupa el orificio fase vapor ya que se tiene muy baja concentración de propelente.

En caso de tratarse de un producto espacial, se debe considerar que éstos pueden requerir el uso de fase vapor, dependiendo de su formulación. Si el producto lleva gas licuado o comprimido, la presión inicial de llenado como la variación del caudal son determinantes en lo que respecta a su vida útil, lo cual influye en la selección de la válvula.

Los productos acuosos o con alcohol contiene moléculas de agua que están fuertemente asociadas por lo que cuesta trabajo atomizarlas (aerosolizarlas), lo cual debe estar presente al momento de diseñar el producto y seleccionar la válvula.

Si es un producto que no puede estar en contacto con el propelente deben usarse sistemas de compartimentados (BOV o BIC).

Cualidades del spray

Las válvulas también intervienen en las cualidades del tipo de spray que se espera para cada producto. A saber existen diferentes parámetros que nos ayudan a determinar el spray deseado como lo es el tipo de rocío y de formulación, la efectividad del producto, el diámetro de la mancha, la proyección del spray y el tamaño de la partícula.

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