Simulación avanzada para el diseño y optimización de embalajes de cartón ondulado

La utilización de herramientas de simulación para el análisis de cartón ondulado presenta dos importantes desafíos. Por un lado, el papel es uno de los materiales más complejos desde el punto de vista mecánico y necesita del desarrollo de modelos específicos para su simulación si ésta quiere llevarse a cabo con la precisión suficiente, ya que a su carácter ortótropo y no lineal, une las diferencias de comportamiento en tracción y compresión, una compleja viscoelasticidad, o la influencia de las condiciones ambientales en su comportamiento, algo que hace que no existan herramientas comerciales que puedan aplicarse de forma directa sin un laborioso proceso previo de adaptación y personalización. Por otro lado, la propia estructura de las ondas complica la obtención de modelos computacionalmente eficientes, que puedan generarse en plazos reducidos y que puedan ser utilizados además en procesos de optimización con múltiples simulaciones lanzadas simultáneamente.

Saica I+D afrontó ya en los años 2000 ambos retos, y lanzó un programa de colaboración con ITAINNOVA (www.itainnova.es) con el objetivo de disponer de una metodología de simulación propia para papel y cartón ondulado basada en el MEF (método de los elementos finitos) y adaptada al diseño y optimización de cajas.  El proceso de desarrollo de las herramientas de simulación de las que a día de hoy dispone Saica I+D para el análisis avanzado de embalaje en cartón ondulado ha requerido la programación de modelos de comportamiento propios para papel, basados en completos planes de ensayo de papel y cartón, los cuales han sido utilizados para la propia creación de los modelos y para validarlos antes de su implantación final.

A día de hoy, Saica I+D, continuando la colaboración con ITAINNOVA, dispone de la capacidad de realizar análisis avanzado mediante simulación del comportamiento resistente de diversos tipos de cajas de cartón ondulado, desde las tradicionales B1 a un amplio catálogo de bandejas para agricultura, pasando por otro tipo de diseños personalizados en los que la simulación permite analizar detalles como la colocación de asas, o la localización de líneas de pre-corte para facilitar la apertura de la caja.

Estas capacidades son utilizadas para dar soporte a los NDCs en el desarrollo de productos innovadores, permitiendo la evaluación rápida sobre el ordenador de diferentes soluciones de diseño y variaciones en la composición del cartón, a fin de asegurar que los diseños finales cumplen de forma satisfactoria con los requisitos de resistencia establecidos.  Además, los modelos de simulación avanzada de papel y cartón son también utilizados en otros proyectos de I+D de Saica para analizar cómo determinados detalles del proceso de fabricación del cartón influyen en el comportamiento mecánico del embalaje final.