Caixas de papel ondulado

caixaO papelão ondulado é uma estrutura formada por um ou mais elementos ondulados, chamados de “miolo”, fixados a um ou mais elementos planos, chamados de “capa”, por meio de adesivo aplicado no topo das ondas. Tanto o “miolo” quanto a “capa” são obtidos a partir de fibras virgens de celulose, matéria-prima renovável ou de papel reciclado. No Brasil, o uso de papel reciclado na produção do papelão ondulado chega a mais de 70% do total produzido.

O número de capas e miolos utilizados na estrutura do papelão ondulado define a sua classificação: face simples – estrutura formada por um elemento ondulado (miolo) colado a um elemento plano (capa); parede simples – estrutura formada por um elemento ondulado (miolo) colado, em ambos os lados, a elementos planos (capas); parede dupla – estrutura formada por três elementos planos (capas) coladas a dois elementos ondulados (miolos), intercalados; parede tripla – estrutura formada por quatro elementos planos (capas) colados em três elementos ondulados (miolos), intercalados; parede múltipla – estrutura formada por cinco ou mais elementos planos (capas) colados a quatro ou mais elementos ondulados (miolos), intercalados.

A NBR 14979 de 08/2009 – Embalagem de papelão ondulado – Determinação das dimensões internas da caixa estabelece um método de ensaio para determinação das dimensões internas de caixas de papelão ondulado. As dimensões internas são parâmetros importantes na fabricação de caixas de papelão ondulado, exigindo métodos adequados para medição na pesquisa, controle de rotina e ensaios de aceitação quanto à conformidade às especificações.

Para a embalagem transportar e proteger o seu conteúdo efetiva e eficientemente, a caixa deve ter dimensões apropriadas. Este método envolve certo grau de julgamento humano e assume um posicionamento e leitura exatos do aparelho especificado. A determinação das dimensões intemas (comprimento, largura e altura) de caixas de papelão ondulado deve ser feita por meio de instrumento de medição específico. Quanto à aparelhagem, o instrumento de medição consiste em duas peças metálicas planas montadas em cada extremo e a ângulos retos de uma barra espaçadora telescópica, conforme Figura 1.

ondulado

As placas metálicas devem ler espessura minima de 4,76 mm, comprimento de 102 mm, largura de 76 mm e rugosidade superficial máxima de 1,63 IJm. Os cantos devem ser arredondados, com raio de 6 mm. As placas devem ser montadas firmemente em cada extremo da barra espaçadora telescópica, com paralelismo de 0,5 mm.

A barra espaçadora telescópica deve ser provida de meios para ajustar e fixar as distâncias lineares entre as duas placas melâlicas. A barra espaçadora deve ter incorporada uma escala para facilitar a leitura das dimensões. Essa escala deve ter resolução de 1 mm.

Quanto à amostragem, se o ensaio for feito para avaliar o lote, a amostragem deve ser efetuada de acordo com a NBR NM ISO 186. Para outras avaliações, assegurar-se de que os corpos-de-prova sejam representativos da amostra recebida. As caixas amostradas para ensaio devem ser sem uso, em perfeito estado, sem deformação ou quaisquer danos.

A amostra deve ser condicionada de acordo com a NBR NM ISO 187 e os corpos-de-prova devem ser preparados e ensaiados nas mesmas condições atmosféricas para condicionar a amostra. Quanto ao procedimento, realizar o ensaio em no minimo cinco caixas. Montar a caixa conforme NBR 5980, posicionando o fundo da caixa sobre uma superficie plana. Para determinação do comprimento, medir a distancia entre os paineis-testeiras. Posicionar e manter o instrumento de medição no fundo da caixa tào próximo quanto possível da laleral oposta à junta de fabricação. Posicionar um dos extremos finnemenle contra uma das testeiras da caixa e ajustar o outro extremo até que ele encontre a testeira oposta, exercendo uma pequena pressão sobre as testeiras, de modo que a ârea das placas metálicas do instrumento de medição fique em contato com a testeira.

Para auxiliar as indústrias a eliminar tanto os danos causados por embalagens subdimensionadas quanto reduzir os custos das embalagens superdimensionadas, o pesquisador Rogerio Parra, responsável pelo Laboratório de Embalagem e Acondicionamento do IPT, coordenou um projeto interno que desenvolveu uma metodologia e um protótipo de dispositivo para a avaliação da rigidez do papelão ondulado utilizado na fabricação de caixas. “Estimar corretamente o tipo de material que será usado em uma caixa é uma questão de custo e segurança para o produto que será embalado. Papelão com baixa rigidez ou com baixa resistência à compressão de coluna tem como resultado caixas mais baratas, mas menos resistentes”, explica ele.

O dimensionamento mecânico de caixas de papelão não segue uma metodologia científica na prática. Grande parcela das empresas não conta com orientação técnica adequada para especificar as embalagens usadas para o transporte e o acondicionamento dos produtos. “Os fabricantes muitas vezes até sabem os ensaios necessários para a comparação entre caixas ou entre os materiais das caixas, mas o modelo testado pode ser insuficiente para levantar todas as características relevantes”, exemplifica o pesquisador. “É comum ainda que as empresas especifiquem características de papelão ondulado e comprem os equipamentos para a checagem, mas acabam por fazer a especificação e um controle de dados sem correlação com as propriedades da caixa”.

Pela falta de oferta de serviços, a solução adotada pelos fabricantes acaba sendo a experimental: a empresa fabrica um protótipo e, caso ocorra algum problema, produz uma nova caixa a partir de outro material. “O desenvolvimento da caixa acaba tendo um custo alto porque o ponto de partida não tem referência; os responsáveis acabam experimentando diferentes tipos de papelão, em vez de fazer o cálculo inicial do material mais adequado e produzir uma caixa de acordo com os requisitos necessários ao seu uso”, explica ele.

O procedimento normal seria as fábricas lançarem mão de duas propriedades para definir as especificações técnicas de uma caixa pronta. Uma delas é a resistência à compressão de coluna: uma amostra de um pedaço do papelão é submetida ao ensaio e os valores são relacionados matematicamente ao tamanho da caixa. Esta é a propriedade de maior influência quando se fala de caixas pequenas, mas nas maiores ocorre outro efeito durante o empilhamento, o abaulamento, que está relacionado à rigidez do papelão. “Basta um pedaço de papelão para realizar o ensaio de compressão em uma prensa; a medição de rigidez, por outro lado, não é tão simples, porque é necessário que a amostra sofra uma flexão controlada”, explica Parra.

Embora seja a propriedade do papelão mais importante para previsão da resistência de caixas grandes, a rigidez é pouco controlada. Novamente o desconhecimento e a facilidade na medição de outras características são dois dos motivos apontados pelo pesquisador – no caso da avaliação da espessura, por exemplo, Parra ressalta que os índices obtidos podem mascarar as reais condições do material pela sua relação reduzida com a resistência esperada da embalagem final.

Para suprir esta ausência, o laboratório do IPT tentou desenvolver um equipamento de custo mais baixo. “Montamos um protótipo e fizemos algumas medições, mas notamos que existem no mercado fabricantes que vendem kits para instalação em máquinas universais a fim de fazer a medição. Nosso objetivo inicial era fazer um equipamento dedicado, mas no final optamos pela criação de um dispositivo para instalação em uma máquina universal”, afirma Parra.

Um apoio multiposicional foi então construído para permitir variar a geometria do ensaio e encontrar a condição de mais fácil leitura de força e deformação. As principais condições adotadas para o dispositivo foram a abertura maior em 250 mm e a menor em 105 mm. Um total de 100 corpos de prova de dois tipos comercialmente disponíveis de papelão ondulado foi preparado para validação dos resultados em comparação com o procedimento normalizado, e eles foram submetidos a medições de carga e deformação em condição quasi-estáticas no dispositivo construído.

Os resultados foram promissores para a execução dos ensaios no IPT. “Mais do que oferecer um novo ensaio, no entanto, o resultado do projeto é a disseminação da importância da medição da rigidez de papelão e a disposição do IPT em capacitar as empresas interessadas em realizar esta determinação em seus laboratórios de controle de qualidade”, completa o pesquisador.

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