Una nueva solución para latas de productos peligrosos
Antonio Carlos Teixeira Álvares
Antonio Roberto Sene
Silvério Cândido da Cunha
La entrada en vigor de la reglamentación de las normas recomendadas por las Naciones Unidas para el transporte de productos peligrosos en Brasil, entre los cuales se destacan las pinturas a base de solventes, creó un gran desafío para los fabricantes de latas cuadradas.
Las normas y estándares usados internacionalmente, con base en las recomendaciones del comité de peritos de las Naciones Unidas sobre el transporte de productos peligrosos, proporcionan las definiciones e informaciones sobre los ensayos necesarios y la estandarización de la codificación.
Debido a sus características fisicoquímicas, los productos peligrosos pueden presentar sustancias, desencadenadas por varios procesos, que representan riesgo a la salud humana, a la seguridad pública o al medio ambiente. Para evitar riesgos durante su transporte, los ensayos exigen más resistencia del sistema de envase ante los impactos y también ante el aumento de la presión interna.
Para las envasadoras, lo ideal es que el sistema se restrinja al mismo envase, lo que evitaría la utilización de embalajes compuestos. En ese caso, la caída libre del envase lleno, sin ninguna protección adicional, es una de las pruebas rigurosas a que se somete el envase para obtener la homologación para transporte de productos peligrosos (figura 1)
Fig 1 – Embalajes UN (homologados para el transporte de productos peligrosos)
En el caso de las pinturas y otros productos químicos a base de solventes, la norma prevé una caída de una altura de 1,20 m . Esa prueba es particularmente crítica para la lata cuadrada de 18 litros , especialmente cuando cae de esquina, (figura 2), lo que puede provocar la ruptura del remache (enganche del cuerpo con el fondo/anillo).
Fig 2 – Lata cuadrada 18 l después de la caída .
La solución clásica para ese tipo de problema es el aumento de la espesura de la hoja de acero, combinado a un refuerzo del sistema, que sustituye al tradicional doble remache (figura 3) por el triple remache (figura 4).
Sin embargo, optar por el triple remache exige inversiones en nuevas máquinas (máquina remachadora) y, además de eso, implica un consumo mayor de materia prima y reformulación de procesos productivos .
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Fig 3 – Doble Remache |
Fig 4 – Triple Remache |
El equipo técnico de Brasilata creó, entonces, un sistema para aliviar parte del esfuerzo sufrido por el remache durante el impacto. Los estudios condujeron a una solución que llevó a la absorción de la energía de la caída por el aumento de la deformación del cuerpo, aliviando, consecuentemente, los esfuerzos en el remache.
La mayor resistencia al choque se consiguió con una solución más compleja que implicó la aplicación de frisos en el cuerpo, que funcionan como amortiguadores de energía. Esos frisos permiten una mayor deformación del cuerpo de la lata, cuando se lo somete al impacto de la caída, tal como sucede con los parachoques de vehículos automotores. O sea, paradójicamente, se ha logrado el no rompimiento del envase después del impacto de la caída, al disminuir la resistencia del cuerpo de la lata para proteger su punto más frágil. La nueva tecnología también permitió la utilización, en el cuerpo de la lata, de una hoja de acero de espesura menor ( 0,30 mm ) que la espesura de la solución convencional con triple remache( 0,34 mm ) (figura 5) .
Fig 5 – Lata con friso
La empresa contó con el apoyo de la Universidade Federal do Rio Grande do Sul para el estudio de la determinación del perfil ideal y de la cantidad de frisos. La utilización de los frisos tipo diente de sierra (figura 6) presentó el mejor resultado para impactos y la mayor reducción de tensión en la región del remache. Se utilizó, así, un software especial de elementos finitos que permitió la simulación virtual del comportamiento de la caída en diversos tipos de perfiles y de diversos números de frisos .
Fig 6 – Frisos diente de sierra
Tales resultados se han obtenido por medio de un análisis dinámico no lineal, por elementos finitos del comportamiento de caída. Se han variado los tipos de perfil y sus cantidades, ya que el problema abarca grandes desplazamientos y la deformación permanente del embalaje. Se utilizó el software Ansys para las simulaciones. Se pueden observar algunos de lo perfiles probados en la Figura 7.
Fig 7 – Distintos perfiles sometidos a la simulación
Se someten l os modelos geométricos a la simulación de una caída (Figura 8), y se comparan los resultados a caídas reales, tal como se observa en la Figura 2, para validar y perfeccionar los modelos matemáticos utilizados.
Fig 8 – Simulación de una caída para una lata 18L cuadrada
Por tratarse de una tecnología innovadora, Brasilata requirió la patente internacional. Tal como actuó en otros casos de desarrollo de nuevos productos, la empresa espera poder licenciar esta solución para fabricantes de otros países, haciendo la correcta apropiación de ese activo intelectual.
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