Prueba de compresión del contenedor

La prueba de compresión de contenedores mide la resistencia a la compresión de paquetes como cajas, tambores y latas. Generalmente proporciona un gráfico de deformación en función de la fuerza de compresión .

Se utiliza comúnmente para evaluar contenedores de envío hechos de cartón corrugado , así como cajas y cajones de madera . Los paquetes industriales y de consumo que no sean cajas también pueden someterse a pruebas de compresión: tambores, baldes, botellas, tarrinas ^[1] , etc. Los componentes del paquete también se evalúan para determinar su resistencia a la compresión. ^[2]

Por lo general, se trata de una prueba de laboratorio que implica una máquina especial, un comprobador de compresión, para aplicar una compresión controlada a una muestra de prueba . A veces, se configura una máquina de prueba universal para realizar una prueba de compresión de paquetes. La prueba de compresión también puede implicar una carga muerta superpuesta a un paquete de prueba.

Procedimientos de prueba

Un método común para realizar la prueba, como se describe en varios métodos de prueba estándar publicados , es comprimir una caja a una velocidad constante de 1 ⁄ 2 pulgada por minuto (13 mm/min) entre dos platinas rígidas. Las platinas pueden fijarse de modo que permanezcan paralelas o una puede pivotar o "flotar". La prueba se puede realizar en cajas vacías o llenas, con o sin un cierre de caja. El acondicionamiento a temperatura y humedad estándar es importante.

Los resultados de la prueba de velocidad constante de compresión pueden ser:

La carga máxima
La deformación en la carga máxima
La carga en una deformación crítica (espacio libre, etc.)
La capacidad de un contenedor para proteger el contenido de daños por compresión.
etc.

Las cargas dinámicas tienen cierta relación con las cargas de campo esperadas: ^[3] a menudo se utilizan factores de 4 o 5 para estimar la carga de trabajo admisible en las cajas.

También se puede realizar una prueba con platos que no están accionados mecánicamente, sino que son libres de moverse con una masa fija (o una fuerza fija) cargada sobre ellos. ^[4] Los resultados de la prueba de carga estática pueden ser:

El momento del fracaso
El tiempo hasta una deformación crítica
La capacidad de un contenedor para proteger el contenido de daños por compresión.
etc.

Como ocurre con cualquier prueba de laboratorio, es necesaria una validación de campo para determinar la idoneidad.

Prueba de cajas de cartón corrugado

Los contenedores de cartón corrugado están expuestos a riesgos de compresión durante el almacenamiento y el envío. La resistencia a la compresión adecuada es un factor clave de rendimiento.

Factores que pueden afectar los resultados de las pruebas

Tamaño y construcción del contenedor de envío específico bajo prueba ^[5]
Grado y estructura de flautas del tablero de fibra corrugado
Contenido de humedad del cartón ondulado (en función de la humedad relativa ) ^[6]
Orientación de la caja durante la prueba
Soportes interiores, si se utilizan durante la prueba (madera, cartón ondulado, amortiguación)
Contenido (cuando se prueba la caja con contenido)
Cierre de caja ^[7]
Si la máquina de compresión tiene platos "fijos" o "flotantes" (giratorios).
Manipulación o prueba previa de la caja ^[8]
Orificios de ventilación y de mano ^[9]^[10]
etc.

Estimaciones

El cartón corrugado se puede evaluar mediante muchos métodos de prueba de materiales, incluida la prueba de aplastamiento de bordes (ECT). Se han realizado esfuerzos para estimar la resistencia máxima a la compresión de una caja (generalmente contenedores vacíos, regulares, con ranuras de una sola pared, de arriba a abajo) en función de varias propiedades del tablero. Algunos han involucrado el análisis de elementos finitos . ^[11] Una de las estimaciones empíricas a las que se hace referencia comúnmente fue publicada por McKee en 1963. ^[12] En ella se utilizó la ECT del tablero, la rigidez flexural MD y CD, el perímetro de la caja y la profundidad de la caja. Las simplificaciones han utilizado una fórmula que incluye la ECT del tablero, el espesor del tablero y el perímetro de la caja. La mayoría de las estimaciones no se relacionan bien con otras orientaciones de caja, estilos de caja o con cajas llenas. Sigue siendo necesario realizar pruebas físicas de cajas llenas y cerradas.

Cálculo del requisito de compresión

Fiber Box Association tiene un método para calcular las pérdidas de compresión requeridas que incluye los siguientes factores:

Tiempo
Humedad
Tipo de paletizado
Patrones de palets
Tipo de paleta
Manejo

Compresión dinámica

Los contenedores pueden estar sujetos a fuerzas de compresión que involucran dinámicas de distribución. Por ejemplo, un paquete puede ser impactado por un objeto que cae sobre él (carga vertical) o impactado por una carga que se desliza hacia él (carga horizontal). La vibración del vehículo puede involucrar una pila de contenedores y crear respuestas de compresión dinámicas. ^[13] Existen métodos de prueba de paquetes para evaluar estas dinámicas de compresión.

Véase también

Referencias

^ Varzinskas, Visvadas; Jurgis Kazimieras Staniškis; Alis Lebedys; Edmundas Kibirkštis; Valdas Miliūnas (2009). "Evaluación del ciclo de vida de envases de plástico comunes para reducir el impacto ambiental y el consumo de materiales". Investigación, Ingeniería y Gestión Ambiental . 50 (4): 57-65 .
^ Urbanik, TJ; Lee, S. K; Johnson, CG, "Resistencia a la compresión de columnas de formas de embalaje tubulares hechas de papel" (PDF) , Journal of Testing and Evaluation , 34 (6): 31– 40
^ Burgess, G; Singh, Srinagyam (julio de 2005). "Predicción de los tiempos de colapso de las cajas de cartón corrugado bajo carga superior". Revista de pruebas y evaluación . 33 (4).
^ ASTM D4577, Método de prueba estándar para la resistencia a la compresión de un contenedor bajo carga constante
^ de la Fuente*, Javier (2011), "Investigación de la resistencia a la compresión de cajas de cartón corrugado estilo Bliss", Journal of Applied Packaging Research , 10 (4): 45– 64 , consultado el 12 de octubre de 2024
^ Miltz, J; Rosen-Doody (febrero de 1981). "Efecto del entorno atmosférico en el rendimiento del cartón corrugado". Tecnología del embalaje : 19-23 .
^ Sheehan, R (agosto de 1988). "Caja y cierre: socios en el rendimiento". Revista de tecnología de embalaje . 2 (4).
^ Singh, SP; Pratheepthinthong (julio de 2000). "Pérdida de resistencia a la compresión en contenedores de cartón corrugado transportados en un único paquete". Journal of Testing and Evaluation . 28 (4).
^ Fadiji, T (2018), "El papel del diseño de los orificios de ventilación de los envases hortícolas en el rendimiento estructural" (PDF) , Azojete , 14 : 194– 201 , consultado el 16 de septiembre de 2020^{[ enlace muerto ]}
^ Singh, J (2008), "El efecto de la ventilación y los orificios para las manos en la pérdida de resistencia a la compresión en cajas de cartón corrugado", J Applied Packaging Research , 2 (4): 227– 238 , consultado el 2 de abril de 2018
^ Urbanik, TJ (julio de 1981). "Efecto de las características de tensión-deformación del cartón en la resistencia de las cajas de cartón corrugado de pared simple". Informe del Laboratorio de Productos Forestales de los Estados Unidos . FPL. 401 .
^ McKee, RC; Gander, Wachuta (agosto de 1963). "Fórmula de resistencia a la compresión para cajas de cartón corrugado". Embalaje de cartón . 48 (8).
^ Godshall, D (1971). "Respuesta de frecuencia, amortiguamiento y transmisibilidad de contenedores corrugados cargados por la parte superior" (PDF) . Informe del Laboratorio de Productos Forestales de los Estados Unidos . FPL. 160. Consultado el 28 de junio de 2011 .

Normas pertinentes

Método de prueba según la norma ASTM D642 para determinar la resistencia a la compresión de contenedores de envío, componentes y cargas unitarias.
Método de prueba de la norma ASTM D4577 para la resistencia a la compresión de un contenedor bajo carga constante
Método de prueba de la norma ASTM D7030 para el rendimiento de fluencia a corto plazo de contenedores de cartón corrugado bajo carga constante utilizando una máquina de prueba de compresión
Norma alemana DIN 55440-1 Prueba de embalaje; prueba de compresión; prueba con una velocidad de transporte constante
ISO 12048 Embalaje: embalajes de transporte completos y llenos: pruebas de compresión y apilamiento utilizando un comprobador de compresión

Lectura adicional

Soroka, W, "Fundamentos de la tecnología de envasado", IoPP, 2002, ISBN 1-930268-25-4
Urbanik, T. J, y Frank, B, "Análisis de compresión de cajas de datos de todo el mundo", Wood and Fiber Science, 2006, [1]
Yam, KL, "Enciclopedia de tecnología de embalaje", John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-08704-6

Enlaces externos

Prueba de compresión de paquetes [2]

[1] Varzinskas, Visvadas; Jurgis Kazimieras Staniškis; Alis Lebedys; Edmundas Kibirkštis; Valdas Miliūnas (2009). "Evaluación del ciclo de vida de envases de plástico comunes para reducir el impacto ambiental y el consumo de materiales". Investigación, Ingeniería y Gestión Ambiental . 50 (4): 57-65 .

[2] Urbanik, TJ; Lee, S. K; Johnson, CG, "Resistencia a la compresión de columnas de formas de embalaje tubulares hechas de papel" (PDF) , Journal of Testing and Evaluation , 34 (6): 31– 40

[3] Burgess, G; Singh, Srinagyam (julio de 2005). "Predicción de los tiempos de colapso de las cajas de cartón corrugado bajo carga superior". Revista de pruebas y evaluación . 33 (4).

[4] ASTM D4577, Método de prueba estándar para la resistencia a la compresión de un contenedor bajo carga constante

[5] Fuente*, Javier (2011), "Investigación de la resistencia a la compresión de cajas de cartón corrugado estilo Bliss", Journal of Applied Packaging Research , 10 (4): 45– 64 , consultado el 12 de octubre de 2024

[6] Miltz, J; Rosen-Doody (febrero de 1981). "Efecto del entorno atmosférico en el rendimiento del cartón corrugado". Tecnología del embalaje : 19-23 .

[7] Sheehan, R (agosto de 1988). "Caja y cierre: socios en el rendimiento". Revista de tecnología de embalaje . 2 (4).

[8] Singh, SP; Pratheepthinthong (julio de 2000). "Pérdida de resistencia a la compresión en contenedores de cartón corrugado transportados en un único paquete". Journal of Testing and Evaluation . 28 (4).

[9] Fadiji, T (2018), "El papel del diseño de los orificios de ventilación de los envases hortícolas en el rendimiento estructural" (PDF) , Azojete , 14 : 194– 201 , consultado el 16 de septiembre de 2020^{[ enlace muerto ]}

[10] Singh, J (2008), "El efecto de la ventilación y los orificios para las manos en la pérdida de resistencia a la compresión en cajas de cartón corrugado", J Applied Packaging Research , 2 (4): 227– 238 , consultado el 2 de abril de 2018

[11] Urbanik, TJ (julio de 1981). "Efecto de las características de tensión-deformación del cartón en la resistencia de las cajas de cartón corrugado de pared simple". Informe del Laboratorio de Productos Forestales de los Estados Unidos . FPL. 401 .

[12] McKee, RC; Gander, Wachuta (agosto de 1963). "Fórmula de resistencia a la compresión para cajas de cartón corrugado". Embalaje de cartón . 48 (8).

[13] Godshall, D (1971). "Respuesta de frecuencia, amortiguamiento y transmisibilidad de contenedores corrugados cargados por la parte superior" (PDF) . Informe del Laboratorio de Productos Forestales de los Estados Unidos . FPL. 160. Consultado el 28 de junio de 2011 .