Un equipo multidisciplinar de investigadores de las Universidades de Cádiz y Huelva, en colaboración con los Institutos de Ciencias Materiales y el de Recursos Naturales y Agrobiología, ambos centros del Consejo Superior de Investigaciones Científicas en Sevilla, han colaborado en el diseño de un nuevo tapón de corcho para vinos espirituosos resistente a la torsión y con propiedades viscoelásticas mejoradas. Es decir, se adecúa al cuello de la botella una vez descorchada y permite cerrarla nuevamente sin sufrir desgaste de material ni afectar a las propiedades organolépticas de este licor, como su olor o su sabor.

Investigadores responsables de este estudio. Arriba: Miguel Suffo (izquierda) y David L. Sales (derecha). Abajo: María de la Mata (izquierda), Eduardo Jiménez (centro) y Esperanza Cortés Triviño (derecha).

El corcho que compone este nuevo tapón es aglomerado. Contiene tejido vegetal triturado y prensado unido con aglutinantes, que puede ser adhesivo u otros componentes que facilitan su compactación. Reúne además propiedades mejoradas frente a otros tapones que ya se encuentran en el mercado: ligeros, impermeables, adherentes, flexibles, viscoelásticos…

Para llegar a estas conclusiones, los expertos debieron llevar a cabo una caracterización ciega de tres tapones lideres del mercado para identificar su composición y determinar a partir de los resultados obtenidos qué componentes debe reunir un prototipo apto para el embotellamiento de vinos y bebidas espirituosas. Además, los expertos han sometido a las muestras analizadas a pruebas y ensayos de fuerza, resistencia, temperatura y torsión, entre otras, para conseguir un modelo adecuado a las necesidades del envasado de cada botella.

Muestras de los tres primeros lotes de tapones de corcho caracterizados en este estudio.

Los responsables de este trabajo, pertenecientes a los departamentos de Ingeniería Mecánica y Diseño Industrial y Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica de la Universidad de Cádiz, el departamento de Ingeniería Química, Química Física y Ciencias de los Materiales de la Universidad de Huelva, en colaboración con el Instituto de Ciencias Materiales de Sevilla y el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla, analizaron la composición y el comportamiento de un total de dieciocho prototipos de tapones.

Cada uno de ellos estaba diseñado con una formulación química y física diferentes y un comportamiento dinámico concreto según su estructura material. De todos ellos analizaron siguiendo métodos estadísticos un total de 23 parámetros físico-químicos, como por ejemplo: resistencia a la compresión, a la tracción, a la torsión, densidad aparente, porosidad, humedad, viscoelasticidad o temperatura de transición vítrea…

Tipos de tapones de corcho

Tradicionalmente, en el embotellamiento del vino y otras bebidas espirituosas se han usado tapones de corcho natural, por su impermeabilidad y porosidad, entre otras características. Igualmente, dependiendo de su composición existen diferentes tipos de tapones de corcho: sintético o aglomerado, es decir, fabricados con microgranulos de corcho.

Actualmente, se emplea este último tipo para evitar el riesgo de la absorción de olores, entre otras razones. “El corcho natural para el envasado se ha dejado de usar en la industria vitivinícola porque el aglomerado tiene propiedades viscoelásticas que facilita el descorche y posterior cierre de la botella nuevamente. Con ello se obtiene un producto de calidad que cumple con los estándares de envasado del sector”, explica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Cádiz Miguel Suffo, autor principal del estudio.

Respuesta de los tapones ante diversos ensayos

Para realizar la caracterización a ciegas, el estudio, titulado ‘Characterization and production of agglomerated cork stoppers for spirits based on a factor analysis method’, y publicado en la revista Food Packaging and Shelf Life, se planificó en tres fases.

En una primera fase, los expertos estudiaron tres muestras de productos comerciales de empresas líderes del mercado vitivinícola actual. “Para diseñar un nuevo producto lo primero que hay que hacer es conocer a los competidores del mercado. Nos plantearon tres tipos de tapones de corcho aglomerado denominados A, B, C. desconociendo por completo su composición, así que debíamos caracterizarlos y diferenciar sus componentes”, afirma Suffo.

Probeta empleada para analizar las propiedades y cualidades de los tapones estudiados.

Una vez recabaron toda la información, analizaron cinco prototipos de tapones mediante pruebas físicas y químicas, comprobaron su comportamiento estático y dinámico ante el cambio de temperaturas y probaron su torsión y viscoelasticidad. “El corcho es un material alveolar compuesto por celdillas adyacentes. Una de las propiedades más destacadas que confiere al corcho su estructura de tabla cerrada es la viscoelasticidad, que a su vez determina el nivel de adaptación y sirve para aislar, así que debíamos conocer su respuesta ante cualquier adversidad”, detalla el autor del estudio.

En una segunda fase analizaron cinco nuevos prototipos creados a partir de los resultados iniciales. “Estos tapones contenían corcho aglomerado y los sometimos a una nueva serie de ensayos específicos para evaluar su respuesta. Observamos que las propiedades físico-termomecánicas como la vsicoelasticidad, la humedad, la rigidez o la resiliencia de estas piezas eran idóneas para la selección del tapón que buscábamos”, asegura Suffo.

En la tercera y última fase, los expertos volvieron a identificar y probar nuevos prototipos fabricados con los resultados alcanzados en análisis previos.

Pruebas con las muestras de tapones en el microscopio de barrido de los Servicios Centrales de Ciencia y Tecnología de la UCA.

Con todos los resultados obtenidos, evaluaron qué parámetros coincidían en los tapones, como la densidad aparente, la resistencia a la humedad, la rigidez, la capacidad de torsión.

Tras compararlos, concluyeron que una de las muestras diseñadas por los investigadores reunía las propiedades de los primeros tapones analizados, aquellos que ya están en el mercado. “Hemos conseguido un modelo que puede competir con las mismas propiedades que los iniciales y presentan además otras características que lo hacen más resistente”, subraya el responsable del estudio.

Del laboratorio al mercado

Este trabajo de investigación se basa en la transferencia de conocimiento entre universidad y empresa y ha sido financiado por la empresa Herederos de Torrent Miranda, perteneciente al Grupo Torrent. Esta entidad andaluza se dedica a la fabricación de tapones para licores, bebidas espirituosas y aceite de oliva virgen con presencia internacional.

Gráfico sobre el proceso realizado en este estudio sobre los tapones de corcho.

En concreto, los resultados obtenidos por los expertos de la Universidad de Cádiz se han aplicado en el departamento de I+D de esta empresa. El tapón de corcho aglomerado diseñado en colaboración con los expertos de la Universidad de Cádiz a partir de la ‘caracterización ciega’ ya se comercializa por parte de estos fabricantes de tapones.

Tras realizar este trabajo, los investigadores de la Universidad de Cádiz estudian la viabilidad de emplear subproductos como serrín de corcho como compuesto alternativo al plástico que forman las coronas de tapones hechos de este material.

Referencias

M.Suffo; D. L. Sales; E. Cortés Triviño; M. de la Mata y E. Jiménez: ‘Characterization and production of agglomerated cork stoppers for spirits based on a factor analysis method’. Food Packaging and Shelf Life. Volume 31. 2022.

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