Industria del packaging ecológico: cómo lograr una fabricación sostenible
Publicado a las 09 de febrero de 2022 el Sustainable Manufacturing
Industria del packaging ecológico: cómo lograr una fabricación sostenible
La sostenibilidad en la industria del packaging es uno de los aspectos clave en la lucha contra el problema de los residuos plásticos y, en última instancia, el cambio climático. Los retos que esto plantea requieren una tecnología de automatización potente y flexible.
En este momento de implicación con la sostenibilidad, es esencial encontrar formas de desarrollar un packaging más respetuoso con el medio ambiente, conservar los recursos y confiar en líneas de producción inteligentes y más eficientes.
Se necesitan conceptos holísticos. Un ejemplo son las cápsulas de café: por un lado, los consumidores quieren una manera rápida y fácil de preparar una taza de café recién hecho por la mañana. Por otro lado, las populares cápsulas desechables tienen un gran impacto medioambiental. Es por ello que los consumidores con una mayor responsabilidad con el medioambiente reivindican que los granos de café se cultiven de forma más sostenible y justa, que las cápsulas se produzcan de una forma más respetuosa con el medioambiente y que su reciclaje sea más ecológico. Para ello, los nuevos enfoques de fabricación sostenible son la clave.
No cabe duda de que se produce y desecha demasiado plástico en todo el mundo. La producción de plástico ha aumentado exponencialmente en los últimos años: de 2,3 millones de toneladas en 1950 a 448 millones de toneladas en 2015, y se espera que esta cifra se duplique de nuevo para 2050. Otro problema es que los plásticos suelen contener aditivos que los hacen más resistentes, flexibles y duraderos. Sin embargo, muchos de estos aditivos prolongan la vida útil de los productos cuando se convierten en residuos, con estimaciones de al menos 400 años hasta su descomposición. En este contexto, la industria del packaging es uno de los principales contribuyentes al exceso de plástico, que necesita minimizarse urgentemente, por lo que se enfrenta a la enorme tarea de desarrollar alternativas sostenibles, minimizar los residuos y ahorrar energía, así como utilizar fuentes de energía alternativas.
Cinco pilares del packaging sostenible
Lo primero que hay que hacer es reducir el material del packaging, pero no solo los plásticos vírgenes en el packaging primario, sino también la cantidad de packaging de protección secundario y final. Otro punto a tratar es eliminar la necesidad de packaging de un solo uso. Algunas estrategias para abordar este problema empiezan por aumentar el uso y la escala de sistemas reutilizables y rellenables, rediseñando el envase con materiales alternativos que faciliten el reciclaje, sean biodegradables, compostables o tengan un impacto menor en el medioambiente si terminan en el vertedero. Otra estrategia que suscita cada vez más interés en la industria del embalaje es el packaging fabricado a partir de monomateriales, que tienen una mejor capacidad de reciclaje. Sin embargo, la transición podría ser un proceso complicado que requiere un estricto control del proceso, ya que muchas veces es necesario adaptar o personalizar el equipo de packaging para lograr un proceso avanzado de moldeado, dosificado y sellado que garantice la misma calidad y rendimiento del envase
Todos estos esfuerzos para lograr un packaging más sostenible deben ir acompañados de una infraestructura de recogida que permita un futuro sin residuos o con los mínimos posibles, junto con un cambio urgente en el comportamiento de los consumidores, la industria, los minoristas y todo el sistema circular.
Nuevos requisitos para las instalaciones de producción
Una de las estrategias para lograr una mayor sostenibilidad en la industria del packaging es reducir la cantidad de plástico, especialmente si es virgen. Para ello, una táctica clave es pasar de un packaging rígido a uno flexible. Paredes más finas, tamaños más pequeños, uniones más estrechas y pesos más ligeros son una buena manera de reducir la cantidad de plástico virgen utilizado en el envase primario. A esto se puede añadir el uso de los monomateriales mencionados anteriormente, el packaging a base de papel y los biopolímeros, así como un aumento de la proporción de material reciclado en el packaging principal, protector y de transporte (packaging primario, secundario y final). Esto repercute en los procesos y las tecnologías de la fábrica, que se deben revisar: por ejemplo, las empresas deben comprobar la compatibilidad de sus equipos y ajustar la configuración si es necesario. Además, las líneas deben ser flexibles para cambiar a los nuevos materiales, y hay que gestionar y vincular la nueva información de máquina a máquina. También es necesario controlar el rendimiento de las máquinas en las nuevas condiciones y evitar los residuos en la medida de lo posible.El cambio a nuevos materiales: garantizar la calidad y la seguridad
Aunque se utilicen materiales más sostenibles en el packaging, la máxima prioridad sigue siendo garantizar la calidad del producto final. En la línea de fabricación, cambiar a materiales más sostenibles implica evitar problemas típicos en el envase primario, como atascos o desgarros del material, sellado de mala calidad o etiquetado incorrecto.
Por ejemplo, los materiales a base de papel tienen una resistencia a desgarros y perforaciones diferente, lo que requiere un control más preciso en el formado de envases, o la película retráctil fabricada con plástico reciclado tiene propiedades de contracción muy diferentes a la película fabricada con materiales vírgenes, lo que exige un control de la temperatura de contracción que sea versátil pero preciso. Además, hay otros aspectos a tener en cuenta en el packaging secundario que están cogiendo cada vez más peso. Algunos de ellos son la reducción de los puntos de fusión de los adhesivos al montar y sellar cajas de cartón, la implementación de estrategias de reducción de materiales, incluidos los materiales corrugados ligeros, o el desembalaje y reembalaje del contenido de un palé con cajas de cartón más sostenible y materiales alternativos. Todas estas estrategias para que el packaging sea más sostenible, requieren un análisis detallado para identificar el punto a lo largo de la línea que sería necesario actualizar para garantizar la calidad y la seguridad del producto.
En resumen, es necesaria una fabricación preparada para el futuro con tecnología de automatización y robótica que pueda trabajar de forma flexible con diferentes materiales. Los siguientes ejemplos muestran en qué retos deben centrarse las empresas específicamente.
1. Reto del atasco de películas
Las películas recicladas y más finas son más sostenibles, pero también se pueden enredar más rápidamente. Incluso los pequeños cambios 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 el formado o el sellado de la bolsa, como rizado, rasgado, plegado, desplazamiento o desalineación. La manipulación correcta con el máximo rendimiento y el mínimo consumo de película es fundamental para la eficacia general del equipo original (OEE), por lo tanto, si se forman pliegues en el sellado, los operadores deben comprobar si hay errores de la máquina que contribuyan a que la alimentación de la película no sea correcta. Algunos ejemplos de errores pueden ser: rodillos mal alineados, diferentes dispositivos de alimentación o rodillos atascados que no giran libremente. El sistema de control de tensión de la película de OMRON proporciona un control sincronizado de la tensión, la alimentación y el corte, lo que se complementa con la detección de marcas (de color) para la compensación de la película mediante motion control con el fin de garantizar un desbobinado óptimo del rollo. Además, la biblioteca de packaging de OMROM ofrece una amplia gama de bloques de funciones para el procesamiento de películas en máquinas VFFS.2. Reto del sellado de películas
Los materiales de película más finos ofrecen costes más bajos y una estética mejorada. Sin embargo, estos materiales son más sensibles al calor y susceptibles de quemarse al utilizar adhesivos y tecnologías de sellado tradicionales. Por tanto, la temperatura de sellado debe controlarse de forma constante y precisa, y ajustarse automáticamente para evitar pérdida de productividad o defectos de sellado que generen rechazos y residuos. OMRON aborda este reto con un algoritmo de control de temperatura basado en IA sincronizado con el movimiento de la máquina y la tecnología de sensores, que se puede colocar más cerca de la barra de sellado. Además, el ruido se compensa mediante una función de ajuste automático del filtro.3. Reto del control de calidad del packaging y del etiquetado
El packaging resellable o las bolsas con boquilla sustituyen cada vez más a los envases de plástico rígido. El packaging flexible con nuevos elementos, como los cierres resellables, requiere diferentes pruebas de integridad y calidad. Las películas más finas, los materiales de origen biológico o aquellos con un contenido reciclado más alto tienen un perfil térmico, de estiramiento y de resistencia a las perforaciones diferente. Estas diferencias pueden provocar irregularidades en la forma y en los bordes durante el formado y el corte. Además, los materiales más sostenibles, como los no laminados o los monomateriales, también cambian de forma y pueden reducir la fidelidad o el rendimiento de la impresión de etiquetas. Por lo tanto, la lectura, comprobación o verificación de la información de la etiqueta en el packaging resulta difícil cuando la forma es inconsistente o la calidad de la impresión cambia. OMRON aborda este problema con su sistema de inspección de alta velocidad: este sistema sencillo y ampliable es adecuado para múltiples líneas y para la integración transparente con sistemas robóticos. También ofrece una plataforma multicámara con un único controlador para la captura de varias imágenes a alta velocidad con el fin de detectar posibles defectos de forma fiable. Además, los algoritmos avanzados ayudan a detectar caracteres difíciles de leer, en condiciones de luz variable y a altas velocidades.
4. Reto de los nuevos adhesivos y las nuevas técnicas de encolado
La eliminación de cintas y la minimización de adhesivos aumentan la capacidad de reciclaje de los envases de cartón, ya que sin la necesidad de una tira de silicona, estos son 100 % reciclables y biodegradables. Para producir y sellar envases de cartón, las empresas confían cada vez más en una aplicación estratégica y reducida de los adhesivos. Esto requiere un alto nivel de precisión y un control de calidad continuo. Para ello, gracias a su sistema de inspección visual automatizada, OMRON posibilita la detección precisa de patrones de encolado. Además, los ajustes de alta resolución y alto brillo permiten detectar defectos de bajo contraste, incluso en condiciones de luz muy reducida o con materiales difíciles de detectar.5. Reto de la manipulación de múltiples materiales
Las cajas de cartón fabricadas con fibras recicladas tienen una mayor porosidad y son más flexibles. Utilizando máquinas tradicionales o desembalando y reembalando manualmente, la manipulación de cajas hechas de cartón reciclado sin dañarlas puede resultar complicada. Las soluciones de paletización tradicionales son difíciles de adaptar y programar, ocupan mucho espacio y no se pueden trasladar a otras partes de la planta cuando es necesario. Por lo tanto, es aconsejable contar con una solución integrada de robot colaborativo (cobot) con pinzas específicas para manipular de forma segura una amplia variedad de formas irregulares, niveles de porosidad y objetos delicados.
OMRON ofrece una solución completa para la automatización sostenible de la línea de packaging que ayuda a las empresas a ser más eficientes y ecológicas, utilizando sus máquinas para nuevos materiales reciclables y garantizando la calidad de los productos. Sysmac es una plataforma de automatización integrada que proporciona un control y una gestión totales de la planta de automatización. Además, como núcleo de esta plataforma, la serie de controladores de máquinas permite el control síncrono de todos los dispositivos de la máquina y ofrece funciones avanzadas como motion, robótica y conectividad de bases de datos. Se trata de un concepto multidisciplinar que permite simplificar la arquitectura de la solución, reducir el trabajo de programación y optimizar la productividad.
