La automatización se adapta al embalaje sostenible
Publicado a las 16 de agosto de 2022 el AI
¿Alguna vez ha pedido online un artículo de pequeño tamaño y luego ha puesto el grito en el cielo al recibirlo en una caja descomunal, innecesariamente empaquetada con plástico de burbujas, cojines inflados o un montón de papeles de relleno?
Los consumidores son muy rápidos en criticar, especialmente en lo que respecta al exceso de embalaje. No entienden que el minorista de comercio electrónico podría no ser capaz de asumir el coste adicional que supone almacenar diez tamaños de cajas diferentes, o tener un sistema de automatización capaz de hacer frente a distintos tamaños.
A los consumidores no les importan los obstáculos que las empresas tienen que superar para que su embalaje sea más sostenible. Cajas más pequeñas. Paredes más delgadas. Mayor ligereza. Menor proporción de plástico virgen. Total, no es tan complicado, ¿a que no?
Pero sí que lo es. Tanto si se trata de cambiar del embalaje rígido al flexible, aligerar, reducir el espesor, incorporar contenido reciclado, cambiar de material multicapa a monocapa o migrar de plástico a papel, rediseñar el embalaje para hacerlo más sostenible es un proceso sumamente complejo.
Las tecnologías de caja negra tienen las respuestas
Uno de los mayores retos a los que se enfrentan los fabricantes de productos de consumo de alta rotación (FMCG) durante los proyectos de rediseño de embalajes es el de adaptar sus líneas de producción y embalaje para acomodar nuevos materiales, formatos y diseños. En este caso, la clave para realizar una transición sin complicaciones hacia un embalaje sostenible reside en la tecnología. Concretamente, las tecnologías de "caja negra" que ni siquiera se ven: algoritmos, motion control, programación, sensores, inteligencia artificial... Se trata de aprovecharlas para impulsar soluciones de automatización flexibles y preparadas para el futuro que sean lo suficientemente inteligentes y dinámicas como para hacer frente a cualquier contingencia.
Tomemos, por ejemplo, las películas flexibles utilizadas en el moldeado, dosificado y sellado, envolturas de flujo y fabricación de bolsas. Se trata de un campo vasto y de gran interés para la innovación, ya que no solo hay un flujo constante de marcas que buscan cambiar de formatos rígidos a flexibles, sino que también existe un gran mercado de usuarios de film que quieren que se dé el salto a películas más ecológicas. A este respecto, las estrategias van desde la reducción a películas más delgadas hasta la adopción de películas reciclables monocapa, pasando por films biodegradables, de papel o con contenido reciclado.
Cuando los materiales nuevos se encuentran con las máquinas antiguas
La mayoría de las máquinas de packaging que están en funcionamiento en la actualidad no están diseñadas para alojar ninguna de estas películas "nuevas". Se diseñaron para procesar películas de plástico virgen de un grosor específico y gran consistencia. Los aspectos problemáticos que hay que abordar al adaptar el equipo a los materiales emergentes son el control de la tensión de la película y el sellado; las películas delgadas se queman y se enredan más fácilmente; las películas de papel se rasgan; y las películas con un alto contenido reciclado son intrínsecamente variables de un lote a otro.
Incluso los cambios más leves en el grosor de la película producen un bobinado y desbobinado irregulares y aumentan la tensión de la película. La tensión desigual, a su vez, provoca defectos durante la formación y el sellado de la bolsa, como el rizado, el raspado, el plegado o la alineación incorrecta.
Estas cuestiones no solo hacen que estas películas sean inviables, sino que también afectan a la generación de residuos, lo que echa por tierra el objetivo de utilizar una película "más ecológica".
OMRON ha resuelto estos problemas mediante el desarrollo de su sistema de control de tensión de la película, que proporciona un control sincronizado de la tensión, el avance y el corte. Este sistema es uno de una serie de "Function Blocks" para optimizar el procesamiento de películas en máquinas de moldeado, dosificado y sellado. Básicamente, nuestros ingenieros han desarrollado un algoritmo y lo han programado en nuestra plataforma de motion control, lo que facilita a los OEM y a los integradores de sistemas la implantación de esta funcionalidad en una máquina.
Control de temperatura inteligente
En el sellado, el control de la temperatura es uno de loas grandes retos. Las películas más delgadas son muy susceptibles a las quemaduras, y la variabilidad de las películas recicladas significa que hacer funcionar el sistema de sellado a una temperatura constante inevitablemente provocará defectos. Una de las soluciones a este problema consiste en utilizar IA para permitir el control dinámico de la temperatura. Así, se vincula un sensor de la barra de sellado a un algoritmo adaptativo dentro del sistema de control que ajustará automáticamente la temperatura de sellado cuando encuentre variabilidad en el material.
El control dinámico de temperatura basado en IA tiene un valor potencial no solo en líneas de película flexibles, sino en cualquier aplicación de packaging que implique calor y materiales variables. Concretamente, vemos grandes posibilidades en el moldeo por soplado. Muchos propietarios de marcas están optando por externalizar el moldeo por soplado debido a la complejidad de producir botellas de peso más ligero que incorporan contenido reciclado; una ligera variación en la composición de la resina puede dar lugar a grandes volúmenes de rechazos. El control de temperatura de bucle cerrado puede resolver este problema.
Los fabricantes no solo están migrando a estrategias de packaging más sostenibles en las operaciones de packaging primario; las operaciones secundarias, como la cartonificación y la paletización, están en pleno proceso de transformación.
Los palés flexibles confunden a los controladores de robots
A medida que en la cadena de suministro minorista los pedidos pequeños de varios SKU se convierten en la norma, una de las formas más obvias de que los fabricantes de FMCG puedan aumentar la sostenibilidad es optimizar los palés en los que envían el producto. Sin embargo, desde la perspectiva de la paletización, esto podría acarrear más de un dolor de cabeza, y los fabricantes normalmente optarán por enviar dos palés en lugar de intentar racionalizar dos productos diferentes en un mismo palé. Esto se debe a que los algoritmos de la mayoría de los paletizadores robóticos que se utilizan actualmente se han escrito para programar patrones de palés con cajas idénticas, y se trata de programas independientes integrados en el propio controlador del brazo robótico que limitan las posibilidades de trabajar con múltiples diseños de paletizado.
Desarrollar una solución que permita organizar varias capas en un palé y que pueda controlar varias estaciones de paletización es un reto importante. Sin embargo, nuestros ingenieros están trabajando en él y han mejorado el proceso de paletización, incorporando un bloque de función fácil de usar en nuestro sistema de automatización que permite configurar diferentes capas y controlar varias estaciones desde un único controlador. Gracias a esta solución de paletización, los integradores de sistemas pueden crear fácilmente sistemas de paletización flexibles sin necesidad de una reprogramación exhaustiva, lo que ahorra costes de ingeniería, implementación y, en última instancia, integración.
Cerrar el círculo
La circularidad es un tema importante en el packaging sostenible, por lo que tiene sentido cerrar este artículo volviendo al tema inicial. Gracias a un control y automatización inteligentes, el desperdicio que suponen las cajas de cartón de gran tamaño y el exceso de relleno pronto podrían ser cosa del pasado. Nuestra tecnología ha ayudado a nuestros socios fabricantes de maquinaria a desarrollar una plataforma de generación de cartones basada en nuestra innovadora plataforma de motion control que permite crear cajas de cartón a medida para que pueda entregar sus productos en cajas del tamaño adecuado.
El cambio a un packaging de menor impacto no suele ser sencillo, pero, gracias a tecnologías de automatización y control avanzadas que favorecen la flexibilidad, es totalmente posible.
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