Abrimos una lata de gaseosa sin prestar demasiada atención a su forma. Sin embargo, detrás de ese cilindro aparentemente sencillo hay décadas de ingeniería. Cada curva, cada reducción de diámetro y hasta el fondo hundido cumplen una función.
Las latas de gaseosa contienen bebidas carbonatadas que ejercen presión desde el interior. Al mismo tiempo, tienen que ser livianas, económicas, fáciles de fabricar a enorme velocidad y suficientemente resistentes para soportar el transporte y el almacenamiento.
La forma cilíndrica resultó ser una solución capaz de cumplir todas esas condiciones a la vez.
¿Por qué las latas de gaseosa son cilíndricas?
Para entenderlo, podemos imaginar otras posibilidades. Una esfera sería excelente para contener presión: no tiene esquinas ni puntos especialmente débiles y, para un volumen determinado, requiere poca superficie exterior. El problema es evidente: rodaría sobre la mesa, sería incómoda de sostener y desperdiciaría bastante espacio al colocar muchas juntas.
Un recipiente con forma de prisma rectangular, en cambio, podría aprovechar prácticamente todo el espacio de una caja. Pero sus esquinas concentrarían tensiones cuando la bebida empuja hacia afuera, por lo que sería necesario reforzar las paredes y utilizar más material.
El cilindro queda justo entre ambas opciones. Su pared curva distribuye bien las tensiones producidas por la presión y no presenta las esquinas débiles de una caja. A la vez, puede mantenerse en pie, sujetarse cómodamente y acomodarse con bastante eficiencia durante el transporte. Una comparación difundida sobre el diseño de estos envases calcula que los cilindros pueden ocupar alrededor del 90% del espacio disponible cuando se agrupan.
Sus principales ventajas son:
- Resiste bien la presión interna de una bebida con gas;
- No tiene esquinas que deban reforzarse;
- Se fabrica con muy poco metal;
- Se sostiene y manipula fácilmente;
- Aprovecha bien el espacio durante almacenamiento y transporte.
¿Cómo se fabrican las latas de gaseosa?
La forma cilíndrica también se adapta especialmente bien a la producción industrial.
Una lata moderna de aluminio suele comenzar como un disco recortado de una lámina metálica. Ese disco se prensa para formar una pequeña copa. Después pasa por un proceso conocido como draw and wall ironing: la copa se vuelve a estirar y atraviesa distintos anillos que adelgazan sus paredes mientras aumentan su altura.
Así aparece el cuerpo cilíndrico prácticamente de una sola pieza, sin necesidad de una costura lateral. Toyo Seikan explica que esta técnica permite fabricar paredes de alrededor de 0,1 milímetros de espesor, reduciendo enormemente la cantidad de metal necesaria.
Un estudio de ingeniería sobre latas de aluminio describe un procedimiento semejante: el metal es recortado, embutido en forma de copa, estirado hasta alcanzar su diámetro definitivo y finalmente adelgazado para producir paredes muy finas.
El cilindro tiene otra ventaja en las líneas de producción: no es necesario orientar constantemente el envase hacia un lado determinado. Su simetría permite moverlo, hacerlo girar e imprimir su superficie de manera muy eficiente.
Las latas de gaseosa tienen otro secreto en la base
Si damos vuelta una lata, veremos que el fondo no es plano. Tiene una zona central curvada hacia adentro, parecida a una pequeña cúpula invertida.
Esta geometría es fundamental. La bebida carbonatada mantiene el envase sometido a presión y un fondo completamente plano tendría mayor tendencia a deformarse hacia afuera. La cúpula incrementa la rigidez de la base y permite soportar esa presión utilizando menos aluminio.
La resistencia necesaria es llamativa si tenemos en cuenta el espesor del material. Una investigación publicada en Engineering Fracture Mechanics indicó que una bebida carbonatada típica podía mantener presiones internas cercanas a 50 o 60 psi y alcanzar valores mayores en condiciones exigentes, por ejemplo con temperaturas elevadas.
Por eso, algo tan cotidiano como dejar una lata al calor también representa un desafío que los ingenieros deben contemplar.
¿Por qué la parte superior es más angosta?
La forma tampoco es un cilindro perfecto. Cerca de la tapa, el cuerpo se estrecha mediante un proceso llamado necking.
La razón principal es ahorrar material: si la abertura es más pequeña, la tapa circular también puede tener menor diámetro. Y como se fabrican miles de millones de envases, reducir apenas unos milímetros representa una enorme disminución en el consumo total de aluminio.
La industria lleva décadas intentando fabricar latas cada vez más livianas sin perder resistencia. Un artículo clásico de Scientific American de 1994 ya describía al envase de aluminio como un ejemplo extraordinario de ingeniería de precisión y señalaba que uno de los grandes objetivos era disminuir continuamente la cantidad de metal utilizada.
Así, las latas de gaseosa no son cilíndricas simplemente porque esa forma resulte atractiva. El diseño combina las ventajas de distintas figuras geométricas: tiene buena resistencia como las formas redondeadas, se almacena mucho mejor que una esfera y necesita menos refuerzos que una caja.
Lo que parece un envase común es, en realidad, una pequeña estructura diseñada para resolver varios problemas al mismo tiempo con la menor cantidad posible de material.
