Detección precoz de los defectos más pequeños
Cada año, miles de millones de productos se envasan en envases de film. Estos envases deben ser fiables y estancos, especialmente en sectores regulados como la industria médica y alimentaria. En el proyecto OCTInline, los investigadores del Instituto Fraunhofer de Tecnologías y Sistemas Cerámicos (IKTS) han desarrollado un innovador sistema de ensayo. La tomografía de coherencia óptica (OCT) permite detectar de forma no destructiva defectos en los sellados en tiempo real durante el proceso de envasado, con una resolución del orden de los micrómetros.
«La tomografía de coherencia óptica es un método de obtención de imágenes que utiliza luz infrarroja», explica Conner Phillips, investigador científico del Grupo de Tecnologías de Caracterización del Fraunhofer IKTS. «Este método se desarrolló originalmente para la oftalmología, pero permite generar de forma no destructiva imágenes tridimensionales de la estructura subsuperficial de una amplia variedad de materiales y detectar la presencia de irregularidades o defectos». El sistema funciona enviando luz del infrarrojo cercano al material y detectando las señales reflejadas. Estos datos generan imágenes tridimensionales de alta resolución de la estructura interna. Los defectos del material, las bolsas de aire o las zonas mal selladas se hacen visibles sin dañar el envase ni el producto.
Detección continua de defectos de tan solo ocho micrómetros
En el proyecto OCTInline, financiado con fondos públicos, los investigadores del IKTS integraron la tecnología OCT directamente en el proceso de sellado de la máquina de envasado de un socio industrial. El sistema comprueba de forma continua y no destructiva la calidad del sellado del envase en tiempo real, mientras el proceso se desarrolla a velocidades de producción de hasta 25 metros por minuto. «Podemos detectar y visualizar diversos poros en el sellado de hasta un tamaño de ocho micrómetros», afirma Ralf Schallert, director del Grupo de Tecnologías de Caracterización del Fraunhofer IKTS.
El verdadero reto radica en combinar esta alta resolución con un alto ritmo de producción. Cuanto más pequeños son los defectos, más datos hay que recopilar y analizar. La integración del sistema en el proceso industrial también planteó retos al equipo del proyecto. Incluso la más mínima vibración de la película puede afectar a la medición. «Tuvimos que lograr un equilibrio entre la profundidad de campo, el tiempo de exposición y el movimiento de la película», explica Phillips.
Los nuevos requisitos en materia de envases sostenibles hacen que las pruebas fiables de la integridad del sellado sean aún más importantes. Cada vez más fabricantes están optando por películas monomateriales reciclables. Estas son más fáciles de reciclar que los materiales compuestos multicapa. «Las películas monomateriales son muy atractivas desde el punto de vista medioambiental, pero, lamentablemente, son más propensas a presentar defectos de sellado», afirma Schallert. «Esto aumenta la necesidad de una supervisión continua».
Menores índices de desechos, mayor fiabilidad del proceso
Las pruebas en tiempo real ofrecen múltiples ventajas a los fabricantes. Una detección más rápida de los defectos reduce los desechos y el consumo de material. Además de detectar defectos reales, el sistema también proporciona información sobre el estado de la maquinaria y las herramientas.
«Muchos defectos se deben a que la presión y la temperatura no están optimizadas para el material o a que las herramientas se desgastan con el tiempo», explica Schallert. «Los datos de OCT nos permiten visualizar cambios como estos y detectarlos en una fase temprana, por ejemplo, cuando es necesario cambiar una herramienta».
Desde julio de 2026 se utiliza un sistema de demostración en las instalaciones de Kallfass Verpackungsmaschinen GmbH, en Nürtingen, socio del proyecto, donde también se presenta a clientes potenciales.
Flexibilidad para diferentes aplicaciones
«La industria del embalaje es solo uno de los muchos ámbitos potenciales en los que se puede utilizar esta tecnología», añade Schallert. Los sistemas pueden adaptarse individualmente a diferentes materiales y requisitos. De este modo, la tecnología puede utilizarse para una amplia gama de aplicaciones industriales.
Es adecuada para materiales transparentes y semitransparentes, así como para numerosas tareas de control de calidad industrial. Por ejemplo, además de los envases, se pueden someter a ensayo recubrimientos funcionales, componentes cerámicos o piezas fabricadas mediante fabricación aditiva. «La OCT puede desempeñar un papel importante en cualquier ámbito en el que sea necesario detectar de forma fiable capas finas, estructuras internas o los defectos más pequeños. Las posibles aplicaciones abarcan desde la tecnología médica hasta las superficies funcionales, pasando por la impresión 3D industrial», afirma Schallert.
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