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  21.03.14

Resistncia do papelo


Projeto do Laboratório de Embalagem desenvolve capacitação para medir rigidez de materiais como papelão


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".

Rogério Parra: importância do projeto está na oferta de um novo ensaio, na disseminação da importância da medição da rigidez e na disposição do IPT em capacitar empresas
 
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.