Dimensionamento estrutural de embalagem - Projeto e Avaliação

Transcrição

1 Seminário Desenvolvimento e Avaliação de Embalagens de Transporte e Distribuição Dimensionamento estrutural de embalagem - Projeto e Avaliação Eng. Tiago B. H. Dantas Pesquisador - CETEA

2 O que é Dimensionamento Estrutural Estudo das características de um sistema produtoembalagem de forma a minimizar os danos causados ao mesmo quando submetido às condições reais de uso.

3 Objetivos do Dimensionamento Estrutural redução de perdas; manutenção da imagem do produto; segurança no armazenamento; redução de custos com produtos devolvidos.

4 Parâmetros que afetam a resistência umidade relativa

5 Variações durante o transporte Temperatura ( C) Int C Int %RH Dias Umidade %UR

6 Parâmetros que afetam a resistência umidade relativa tempo de estocagem;

7 Parâmetros que afetam a resistência fluência da embalagem (primária e/ou secundária) Resistência (%) Tempo de estocagem (dias)

8 Parâmetros que afetam a resistência umidade relativa; tempo de estocagem; forma de empilhamento;

9 Formas de Empilhamento compressão: direção topo/fundo dos painéis; maior resistência: cantos;

10 Formas de Empilhamento arranjo colunar

11 Formas de Empilhamento arranjo cruzado

12 Formas de Empilhamento sobrepaletização;

13 Parâmetros que afetam a resistência umidade relativa tempo de estocagem; forma de empilhamento; tipo de manuseio e transporte;

14 Parâmetros que afetam a resistência Alterações na estrutura da caixa e do papelão: amassamento da onda; amassamento dos cantos e bordas;

15 Parâmetros que afetam a resistência umidade relativa tempo de estocagem; forma de empilhamento; tipo de manuseio e transporte; características do produto;

16 Parâmetros que afetam a resistência produto auto-sustentável ou não; tampa e fundo encaixáveis; forma da embalagem primária; material da embalagem primária;

17 Parâmetros que afetam a resistência Contribuição das embalagens primárias: considerar deflexão da embalagem secundária; considerar fluência da embalagem primária; considerar posicionamento das mesmas dentro da embalagem secundária (abas).

18 Parâmetros que afetam a resistência FA TO R U m idade Relativa Tem po de Estocagem Tipo de M anuseio Característica do Produto Tipo de Em pilham ento RESISTÊN CIA À CO N D IÇÃ O CO M PRESSÃ O REM A N ESCEN TE (% ) 50% % 87 75% 78 80% 70 90% 52 1 sem ana 65 1 m ês 60 3 m eses 55 1 ano 50 N orm al 80 Severo 60 Sustentável 130 N ão-sustentável 100 Colunar 95 Colunar + Sobrepalete Cruzado 50 Cruzado + Sobrepalete 48-40

19 Parâmetros que afetam a resistência Exemplo: Embalagens de 10kgf paletizadas em 11 camadas: Peso total sobre a última caixa: 100kgf Fatores a serem considerados: Umidade relativa na estocagem: 75%; Tempo de estocagem: 1 mês; Manuseio severo; Produto não-sustentável; Empilhamento cruzado

20 Parâmetros que afetam a resistência Fator de segurança = 0,78 0,6 0,6 1,0 0,5 = 0,14 Portanto, a resistência da caixa em laboratório deve ser de: RC = 100kgf/0,14 RC = 714kgf

21 Resistência à compressão O ensaio de resistência à compressão avalia a capacidade da embalagem em resistir a uma carga vertical em condições padronizadas.

22 Resistência à compressão Compressão Dinâmica: Capacidade do equipamento: até lbf; Permite ensaio com placas fixas ou flutuantes; Gráfico da força aplicada vs deformação; Força (kgf) ,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 Deflexão (cm)

23 Resistência à compressão Placas fixas vs. placas flutuantes F F R R R R Placas se mantêm paralelas Placa superior é livre para acompanhar a deformação da embalagem

24 Resistência à compressão Placas fixas vs. placas flutuantes

25 Resistência ao empilhamento estrutura metálica; cilindros pneumáticos; pode ser utilizado em câmara climatizada;

26 Determinação da resistência do frasco: Situação de empilhamento: 2 paletes de 6 camadas = 12 camadas; 6 frascos por caixa; 10 caixas por camada; peso do palete: 45kg; peso do frasco com produto: 1kg; peso da caixa: 0,5kg;

27 Disposição das embalagens primárias dentro da secundária Espaço entre abas

28 peso bruto por caixa: 6,5kg; peso do palete por caixa da primeira camada: 4,5kg; carga total por caixa da primeira camada: [(11 camadas) x (6,5kg)] + 4,5kg Carga por caixa = 76kgf

29 Contribuição da caixa de papelão ondulado, considerando-se: Estocagem por três meses; UR = 75%; Manuseio normal; Empilhamento cruzado; Produto auto-sustentável; Fator de correção: 0,223 Resistência da caixa à compressão (laboratório) = 250kgf Contribuição da caixa = 55,8kgf

30 Resistência requerida por frasco (compressão dinâmica): RR = [(76kgf) - (55,8kgf)] / 4 = 5,05kgf Considerando-se um fator de perda devido à fluência do frasco como sendo 0,70, temos que a resistência do frasco à compressão dinâmica no limite de linearidade deve ser: RLL = 7,2kgf

31 Determinação do espaço-livre da caixa: Deflexão média da caixa no ensaio de compressão dinâmica: 25mm Deflexão média do frasco no ensaio de compressão dinâmica: 10mm Espaço-livre = 15mm

32 Caixa sem espaço-livre Força (kgf) ,0 1,0 2,0 3,0 4,0 Deflexão (cm)

33 Caixa com espaço-livre Força (kgf) ,0 1,0 2,0 3,0 4,0 Deflexão (cm)

34 O que é Dimensionamento Geométrico? Características Dimensionais Baixo consumo de material Otimização na armazenagem Máximo aproveitamento no transporte

35 Para que serve o Dimensionamento Geométrico? Meio ambiente Consumo de energia para a fabricação Consumo de energia para o transporte Geração de resíduo sólido Desempenho Estabilidade de empilhamento Resistência da embalagem

36 Para que serve o Dimensionamento Geométrico? Economia Custo do material de embalagem Custo de transporte e armazenagem (embalagens modulares e modulação em palete)

37 Como conseguir um bom Dimensionamento Geométrico? Variando as dimensões da embalagem primária Variando o número de unidades primárias na secundária Variando a disposição das unidades primárias na secundária

38 Variação da embalagem primária Pequenas variações na embalagem primária provocam grandes mudanças na secundária!

39 Variação da embalagem secundária Diminuição da relação: Área de p.o. consumido Unidades por caixa

40 Variação da disposição das embalagens primárias Área de ocupação do palete: de 78,0% para 96,4% Ocupação do palete: 78,0% Ocupação do palete: 96,4% Porcentagem de p.o. em relação à caixa ótima: de 30,6% para 0,1% 16 unidades (246x232x60mm) por embalagem secundária

41 Otimização do consumo de material de embalagem secundária Caixas podem ter o mesmo volume interno com diferentes áreas superficiais!

42 Otimização do consumo de material de embalagem secundária Método: cálculo matemático onde se encontra o valor mínimo da função superfície dada pelas dimensões da caixa (C x L x H) para um volume constante O resultado varia de acordo com o tipo de caixa utilizada Exemplos Caixa normal: Relação C:L:H = 2:1:2 Caixa telescópica: Relação C:L:H = 2:1:1 Caixa Wrap-Around: Relação C:L:H = 2:2:1

43 Otimização da unidade de carga Objetivo: colocar a maior quantidade de produto possível, a fim de reduzir os custos de movimentação e armazenagem Limitações: Dimensões planas do palete Altura máxima permitida Peso máximo final Métodos Gráficos Computacionais (DiGE)

44 Otimização da unidade de carga

45 Otimização da unidade de carga

46 Outros softwares - TOPS

47 Outros softwares - CAPES

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