Cajas de Cartón Corrugado

Embalaje para la Exportación Nota No. 13 Marzo de 1993

NOTAS TÉCNICAS SOBRE LA UTILIZACIÓN DE CAJAS DE CARTÓN CORRUGADO

INDICE

I. Introducción

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II. Tipos de materias primas para el cartón corrugado

III. Tipos de cartón corrugado

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IV. Tipos de cajas en cartón corrugado

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V. Selección de las dimensiones más económicas de las cajas de

cartón corrugado

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VI. Los métodos de ensayo más importantes para el

cartón corrugado

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VII. Los principales métodos de pruebas de desempeño para las cajas de cartón corrugado

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VIII. Espécificaciones téchnicas principales para la adquisición de cajas de cartón corrugado

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IX. Resumen de algunos aspectos téchnicos y económicos de las especificaciones de las cajas de cartón corrugad

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ii Centro de Comercio Internacional UNCTAD/OMC Embalaje para la Exportación – Nota N°13

Esta nota ha sido preparada, sin revisión formal, como un servicio a los exportadores y a los productores de empaques y embalajes de los países en desarrollo, los países menos adelantados y a las economías en transición, por la Sección de Servicios de Asesoramiento Especializados de la División de Servicios de Apoyo al Comercio, Centro de Comercio Internacional UNCTAD/OMC, 54-56 rue de Montbrillant, 1202 Ginebra, Suiza.

Tel. +41 22/730 03 93, facsímil +41 22/ 730 09 05; correo electrónico: [email protected]; Internet: http://www.intracen.org (Dirección postal: Centro de Comercio Internacional UNCTAD/OMC, Palais des Nations, CH-1211 Ginebra 10, Suiza).

Centro de Comercio Internacional UNCTAD/OMC iii Embalaje para la Exportación – Nota N°13

INDICE A. INTRODUCCIÓN ...............................................................................................................................................1

B. TIPOS DE MATERIAS PRIMAS PARA EL CARTÓN CORRUGADO......................................................1

C. TIPOS DE CARTÓN CORRUGADO...............................................................................................................3

D. TIPOS DE CAJAS DE CARTÓN CORRUGADO...........................................................................................4

(A) CAJAS RANURADAS ........................................................................................................................................5 (B) CAJAS TELESCÓPICAS .....................................................................................................................................7 (C) CAJAS TROQUELADAS (SUAJADAS) .................................................................................................................7 (D) ACCESORIOS INTERIORES (23 FIGURAS) .........................................................................................................9 (E) DIMENSIONES ...............................................................................................................................................10 (F) UNIONES DE FABRICANTE ...................................................................................................................................10 (G) CIERRE DE LAS CAJAS DE CARTÓN CORRUGADO .................................................................................................11

E. SELECCIÓN DE LAS DIMENSIONES MÁS ECONÓMICAS DE LAS CAJAS DE CARTÓN CORRUGADO ..........................................................................................................................................................15

F. LOS MÉTODOS DE ENSAYO MAS IMPORTANTES PARA EL CARTÓN CORRUGADO ...............21

1. RESISTENCIA AL ESTALLIDO (PRUEBA MULLEN)..................................................................................................21 2. PRUEBA DE RESISTENCIA A LA PENETRACIÓN .......................................................................................................21 3. PRUEBA DE APLASTAMIENTO PLANO ....................................................................................................................21 4. PRUEBA DE APLASTAMIENTO DE CANTO (PRUEBA DE COLUMNA CORTA) .............................................................21 5. CONCLUSIONES ....................................................................................................................................................22

G. LOS PRINCIPALES MÉTODOS DE PRUEBAS DE DESEMPEÑO PARA LAS CAJAS DE CARTÓN CORRUGADO ..........................................................................................................................................................22

H. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PRINCIPALES PARA LA ADQUISICIÓN DE CAJAS DE CARTÓN CORRUGADO ........................................................................................................................................26

I. RESUMEN DE ALGUNOS ASPECTOS TÉCNICOS Y ECONÓMICOS DE LAS ESPECIFICACIONES DE LAS CAJAS DE CARTÓN CORRUGADO.....................................................................................................27

iv Centro de Comercio Internacional UNCTAD/OMC Embalaje para la Exportación – Nota N°13

Centro de Comercio Internacional UNCTAD/OMC 1 Embalaje para la Exportación – Nota N°13

A. INTRODUCCIÓN El cartón corrugado es el material más ampliamente utilizado para la fabricación de embalajes de transporte de una amplia gama de productos que van desde las frutas y verduras frescas, los productos manufacturados presentados en envases unitarios de consumo, los aparatos electro-domésticos y los equipos y maquinaria industrial, hasta la transportación tipo semi-granel de productos en grandes cajones o tolvas. Se adapta facilmente y por igual, a todos los modos de transporte, ya sea por tierra, mar o aire. Esta versatilidad se debe, en gran medida, a la posibilidad de usar combinaciones de diferentes tipos de materias primas, con lo cual se puede adaptar la calidad, casi a la medida, a cada requerimiento específico y a cada sistema de distribución particular. La producción de cartón corrugado es una empresa intensiva en capital por lo que, consecuentemente, no es factible instalar plantas de producción en cada localidad. Además, las cajas de cartón corrugado vacías son voluminosas y de costosa transportación, aún sin armar. Resulta pues recomendable, hasta cierto punto, instalar pequeñas plantas de conversión locales, que adquieran planchas de cartón corrugado y fabriquen pequeñas cantidades de cajas, a la medida de las necesidades de la zona, en equipos de conversión sencillos y de bajo costo. La estandarización de tamaños y calidades de las cajas para productos típicos de cada región, mejoraría considerablemente la situación del abastecimimento. Finalmente, debe mencionarse que el cartón corrugado como material de envase y embalaje, puede utilizarse con el máximo de eficacia sólo si: • se usan las mejores materias primas;

• la fabricación se lleva a cabo acorde con normas de calidad estrictas y exactas;

• las especificaciones de las cajas se basan en que el usuario tenga un buen conocimiento del material, sus características y limitaciones;

• el desarrollo de las especificaciones se realiza sistemáticamente y en cooperación estrecha entre productor y usuario.

B. TIPOS DE MATERIAS PRIMAS PARA EL CARTÓN CORRUGADO Las caras exteriores e interiores del cartón corrugado (liners) se fabrican generalmente a partir de las fibras largas de maderas suaves de coníferas, que poseen las propiedades de resistencia necesarias. Estos papeles se producen por medio del proceso de cocción al sulfato, se conocen como cartón-liner, o papel-liner (kraft-liners), y su color natural es café o marrón. También pueden blanquearse completa o parcialmente (moteados), pero el proceso de blanqueo reduce la resistencia del material entre un 5% y un 10%. Los cartones liner también pueden contener cierta cantidad de fibras recicladas (papel de desecho) y en tal caso se les llama liners de ensayo (test-liners). A veces también, inapropiadamente, se les llama liners de yute (juteliners), aunque nada tienen que ver con dicho material. El uso de fibras recicladas en el cartón liner debilita considerablemente su resistencia, especialmente en condiciones tropicales. Los test-liners podrían parecer iguales al cartón liner-kraft para el desconocedor, pero si se observan muy de cerca, puede reconocerse el uso de fibras recicladas por la

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presencia de pequeños puntos negros debidos a tintas y otras impurezas provenientes del papel reprocesado. A veces el "test-liner" se fabrica a partir de papeles escogidos de alta calidad y posteriormente se colorea para aparentar ser cartón liner-kraft de fibra virgen. Tales materiales pudieran denominarse "Imitación Kraft", "Liner Inglés", etc. y, a veces, poseen excelentes propiedades de resistencia. El mejor cartón corrugado generalmente se obtiene produciendo una "hoja balanceada", es decir, en la cual la caras exterior e interior son de la misma composición (igual peso básico). Algunas combinaciones típicas de liner-kraft para los grados de cartón corrugado más comunes producidos en los Estados Unidos son:

Resistencia al estallido (Prueba de Mullen)

Tipo de

construcción

Pesos básicos típicos de las caras (“carton-liner”)

lb/pulg2 Kp/cm2 lbs/1000 pulg2 g/m2

175 12,3 pared sencilla 38 + 48 185 + 185

200 14,1 pared sencilla 42 + 42 205 + 205

275 19,3 pared sencilla 69 + 69 337 + 337

350 24,5 pared sencilla 90 + 90 440 + 440

275 19,3 pared doble 42 + 26 + 42 205 + 127 + 205

350 24,5 pared doble 42 + 42 + 42 205 + 205 + 205

500 35,0 pared doble 90 + 42 + 90 440 + 205 + 440

Estos valores son función directa de los pesos mínimos de cartón liner requeridos por la Clasificación Uniforme de Carga, Regla 41, en los Estados Unidos. Al utilizar test-liners los pesos básicos deberán aumentarse para llegar a valores equivalentes de resistencia al estallido. Al papel ondulado entre las caras del cartón corrugado se le llama flauta, acanalado, o corrugado simplemente. La mejor calidad de flauta se obtiene a partir de las fibras cortas de maderas duras por medio de un proceso especial de cocción. Este acanalado se llama semi-químico y contiene solamente una pequeña cantidad de desperdicio industrial limpio de papel kraft. Una buena parte del acanalado se produce a partir de papeles reciclados y comunmente se le llama "acanalado de imitación". Es de calidad sustancialmente inferior a la de la flauta semi-química, a menos que se haya producido con la tecnología más reciente que incluye un tratamiento químico. Los pesos básicos normalizados para el acanalado son: 23, 26 y 31 lb/1000 pulg² (112, 127 y 150 g/m²). Otra materia prima importante en el cartón corrugado es el adhesivo usado para unir los papeles. La aplicación incorrecta del pegamento es la causa más frecuente del mal comportamiento de las cajas de cartón corrugado. El silicato de sodio, que fué el pegamento más usado, se ha substituido casi totalmente por diversos tipos de almidones, principalmente de maíz. A los adhesivos se les puede añadir productos químicos para aumentar su resistencia en condiciones tropicales.


C. TIPOS DE CARTÓN CORRUGADO Hay cuatro tipos principales de cartón corrugado: (i) Cartón de cara sencilla:

Compuesto de una cara plana (liner), pegada a una acanalada (flauta). Este material se usa sólo como envoltura o como plancha amortiguadora interior. Este tipo de cartón no se utiliza para producir cajas.

(ii) Cartón de pared sencilla o cara doble: Hecho de dos caras de cartón liner

con un acanalado en el medio. Más del 90% de las cajas de cartón corrugado se fabrican a partir de este tipo de material.

(iii) Cartón de pared doble: Hecho de dos caras, dos

acanalados y o doble-doble: una capa liner interior entre los acanalados; o sea, un total de cinco capas. Este tipo se usa para cargas pesadas, especialmente para embalajes de exportación.

(iv) Cartón de pared triple: Este tipo tiene tres acanalados y un

total de siete capas. Solamente unos cuantos productores lo fabrican y se usa únicamente para cargas industriales muy pesadas, como tolvas de semi-granel para productos perecederos, etc.

Hay también cuatro tipos principales de flautas o acanalados en el cartón corrugado. Se designan por letras: A, B, C y E. Sus características se presentan en la siguiente tabla: Flauta A Flauta B Flauta C Flauta E

N° de flautas/pie lineal 33-39 47-53 39-45 90-98

N° de flautas/metro lineal 104-125 150-184 120-145 275-310

Altura aproximada de flauta/pulg. 3/16 3/32 9/64 3/64

Altura aproximada de flauta/mm 4,7 2,4 3,6 1,2


Tipos diferentes de flautas

Flauta A Flauta B Flauta C Flauta E El tipo de flauta más común es el C, que ha substituído casi totalmente a la flauta A, por necesitar aproximadamente 15% menos acanalado. El cartón con flauta A es el que mejor resiste a la compresión vertical; el de flauta C tiene un valor aproximadamente 15% menor y el de flauta B, un 25% menor. Por otra parte, el cartón de flauta B tiene la mayor resistencia al aplastamiento plano (50% más que el de flauta A y 25% más que el de flauta C) y se utiliza preferentemente en cajas troqueladas para el transporte de frutas y verduras. La flauta E, que es un grado muy fino, se utiliza para envases unitarios o para cajas de exhibición (display), frecuentemente con un cartón-liner exterior blanco, impreso a varios colores. La combinación más frecuente de flautas en el cartón doble-doble es B + C. Una caja doble-doble denominada BC tendría la flauta B hacia el exterior y la flauta C hacia el interior de la caja.

D. TIPOS DE CAJAS DE CARTÓN CORRUGADO Para poder substituir largas y complicadas descripciones sobre la construcción de cajas de cartón corrugado, por símbolos internacionales entendidos por todos, independientemente de idiomas y otras diferencias, se ha introducido el Código Internacional de Cajas de Cartón, que ha sido aceptado por la mundialmente conocida Asociación Internacional de Cajas de Cartón Corrugado. (El código completo se publica en la Nota sobre Envases para Exportación No. 19). Las referencias numéricas son fáciles de utilizar en comunicaciones, pedidos y especificaciones entre fabricantes y usuarios de cajas. A continuación se muestran diseños selectos de cajas utilizadas en los Estados Unidos de América, para la comercialización de frutas y verduras.


(a) Cajas ranuradas 0201 - Caja ranurada regular (RSC) 0202 - Caja ranurada con sobresolapa (OSC) 0203 - Caja ranurada con solapa completa (FOL) 0204 - Caja ranurada con centro especial (CSSC)


0205 - Caja ranurada con centro especial y sobresolapa (CSO) 0207 0209 0214


(b) Cajas telescópicas 0301 - Caja telescópica completa tipo diseñador (FTD) 0320 - Caja telescópica completa semiranurada (FTHS)

(c) Cajas troqueladas (suajadas) 0422 - ALT 0422/b 0423 - ALT 0423/b


0424 - ALT 0424/b 0425 - ALT 0425/b


(d) Accesorios interiores (23 figuras)


(e) Dimensiones Las dimensiones de las cajas de cartón corrugado se expresan siempre siguiendo la secuencia longitud, anchura, profundidad (ó altura); es decir: Largo (L) x Ancho (A) x Profundo (P) Las medidas expresan las dimensiones interiores de las cajas y se calculan "desde el centro del doblez hasta el centro del doblez". La tolerancia típica para operaciones automatizadas de envasado en sistemas de producción con tecnología avanzada, es de ± 1/16 pulg/± 1.6 mm; aunque un valor más realista pudiera ser ± 3/32 pulg/± 2.4 mm. Para determinar las dimensiones apropiadas de una caja destinada a un uso específico, es siempre aconsejable entregar el producto por envasar al fabricante de la caja y pedirle que prepare una muestra de ésta.

(f) Uniones de fabricante Las cajas más comúnmente usadas llevan una unión en una de las aristas laterales, y esta parte del diseño se llama la unión del fabricante. El método más frecuentemente empleado para hacer esta unión, es pegarla con un adhesivo resistente al agua. La pestaña (o solapa) de unión debe tener, como mínimo, un ancho de 1¼ pulg (3 cm) y el pegamento debe ser aplicado en toda el área de contacto. La pestaña puede montarse tanto en el interior como en el exterior de la caja y puede también extenderse más allá de las hendiduras horizontales, hacia las solapas de la caja, como refuerzo adicional. El segundo método de unión es engrapar la pestaña o coserla con alambre; teniendo ésta las mismas dimensiones que en el caso de usar pegamento. En los Estados Unidos, la norma correspondiente señala que la distancia máxima entre puntadas debe ser de 2½ pulg (6.4 cm); en el caso del Reino Unido, esta distancia está fijada en 2¼ pulg (5.6 cm) . Se recomienda terminar cada extremo de la unión con una puntada doble (entrelazada) como refuerzo adicional. La unión del fabricante para cajas de cartón corrugado doble-doble debe ser cosida con alambre y no pegada con adhesivo.


El tercer método para hacer este tipo de unión es usando cinta adhesiva, pero hoy en día ya casi no se usa. Puesto que en este caso la pestaña no es necesaria, se obtiene un pequeño ahorro en el consumo de materias primas. Sin embargo, la calidad de la cinta utilizada debe ser muy alta y, preferentemente, de tipo reforzada.

(g) Cierre de las cajas de cartón corrugado El cierre eficaz de las cajas es de especial importancia y se deben hacer todos los esfuerzos para lograrlo. El cierre debe ser al menos tan fuerte como las otras partes de la caja. Se utilizan tres métodos básicos para cerrar las cajas de cartón corrugado:

♦ Cierre con adhesivo: El pegar firmemente las solapas superiores e inferiores con pegamento, es probablemente el método de cierre más efectivo y fuerte para las condiciones prevalecientes en los países en vías de desarrollo. Exige mucha mano de obra, pero el costo de las materias primas es bajo. Una desventaja del método es que las cajas resultan difíciles de abrir. Otra desventaja es que queda una abertura entre las solapas inferiores y superiores. Si el contenido necesita ser protegido del polvo, etc., será necesario usar una tira adicional de cinta adhesiva para sellar la caja.

Los reglamentos de transporte vigentes en los Estados Unidos exigen que el 50 % del área de contacto de las solapas, como mínimo, esté unida por el pegamento. Para aumentar la resistencia de la caja se recomienda cubrir totalmente el área con el adhesivo, utilizando un pegamento que sea resistente a la humedad.

♦ Cierre con cinta adhesiva: Hay varios tipos de cintas adhesivas que ofrecen

versatilidad para cerrar todos los tipos de cajas de cartón corrugado. Las principales son:

• cintas de papel engomado sencillas • cintas de papel engomado reforzadas • cintas plásticas

Las primeras dos se activan humedeciéndolas con agua, una operación de cierta complejidad si se requiere un resultado efectivo. Las cintas de papel deben ser de alto peso básico y hechas de un buen papel kraft. Las cintas plásticas, de PVC por ejemplo, son auto-adhesivas y muy fuertes, pero también muy costosas. Las cajas ranuradas pueden cerrarse ya sea con dos o con seis tiras de cinta (plástica o de papel reforzado).


Cierre de dos y seis tiras de cinta Los reglamentos de transporte de los Estados Unidos incluyen especificaciones

detalladas sobre la resistencia de los materiales utilizados en ambos métodos. La cinta de papel usada en el cierre con seis tiras debe tener de un ancho no menor que 2 pulg/ 50 mm. La cinta reforzada que se utiliza en el método de dos tiras debe tener un ancho no inferior a 3 pulg / 75 mm y debe extenderse a no menos de 2½ pulg / 60 mm más allá del extremo de la caja (2 pulg / 50 mm en Inglaterra).

El sellado de las cajas de cartón corrugado con cinta ofrece una buena

protección contra la contaminación del contenido; las cintas pueden traer propaganda impresa (lo cual facilita la detección de hurtos); se simplifica la apertura de las cajas y se facilita su reutilización. Las desventajas más importantes son obtener cintas que cumplan con los requisitos de calidad del papel, así como las dificultades operativas en la aplicación correcta de las cintas.

Forma de aplicar el cierre con seis tiras


♦ Cierre con grapas o cosido con alambre: El engrapado utiliza grapas (o presillas) metálicas preformadas, que son suministradas por una cámara alimentadora del equipo engrapador, mientras que en el cosido con alambre, la grapa se forma a partir de un rollo de alambre durante el mismo proceso de engrapado. El cosido con alambre sólo se usa para cerrar el fondo de las cajas de cartón corrugado; el engrapado puede también utilizarse en la tapa, con la ayuda de un sistema que provea grapas autosujetables. Los reglamentos de transporte en los Estados Unidos exigen el uso de grapas o puntadas con alambre de tamaño mediano a ambos lados de la costura central y a lo largo de los bordes, en aquellas zonas en las que las solapas exteriores se sitúen sobre las interiores, y que se espacíen a no más de 2½ pulg / 60 mm de separación. Las grapas de tamaño grande (con anchura de 1¼ pulg / 30 mm) pueden usarse a través de la unión central y a lo largo de los bordes, con una separación entre ellas de no más de 5 pulg / 127 mm.

Esquema de engrapado para grapas de tamaño mediano

Esquema de engrapado para grapas de tamaño grande


Máquina para engrapar fondos

El engrapado/cosido es un método relativamente rápido y barato para cerrar las cajas de cartón corrugado. Las condiciones climatológicas no lo afectan mucho y tampoco requiere tiempo de secado o fijación. Sin embargo, no le ofrece a la caja la misma rigidez que el pegado con adhesivo, ya que las grapas tienden a soltarse por sí solas. El cierre superior requiere mucha precisión y una buena calidad de cajas. El sistema no ofrece protección contra la contaminación del contenido.

♦ Finalmente, debemos mencionar la utilización de los flejes de acero o plástico, no como método de cierre en sí mismo, sino como un refuerzo para la caja cerrada. El flejado se puede combinar con cualquiera de los métodos de cierre antes mencionados. Al considerar la situación de los países en vias de desarrollo, probablemente se lograrán los mejores resultados si las cajas se cierran con adhesivo y después se flejan con plástico, como refuerzo.


E. SELECCIÓN DE LAS DIMENSIONES MÁS ECONÓMICAS DE LAS CAJAS DE CARTÓN CORRUGADO

El tipo de caja de cartón corrugado más económico es el No.0201, (en los Estados Unidos: Caja Ranurada Regular - RSC), en lo concerniente a minimizar el uso del cartón y maximizar el volumen interior. En cajas con idéntico volumen, el cambio de forma de la caja (relación entre longitud, anchura y profundidad: L-A-P) cambia la cantidad de cartón necesario para construir la caja. La principal razón de ésto es el diferente grado de traslape en el tipo de solapas de las cajas. La forma de caja más económica se logra cuando la relación de largo : ancho : profundo es igual a 2 : 1 : 2. Cada una de las tres cajas ilustradas a continuación tiene el mismo volumen interior. Sin embargo, la caja del centro tiene un factor de desperdicio de cartón, D, de 33%, mientras que la de la derecha tiene un factor D de 12%.

Puesto que el costo de la materia prima (cantidad de cartón) representa del 70% al 80% del costo total de la caja de cartón corrugado, es muy importante dimensionarla de manera que se economice al máximo el uso del cartón.


Muy frecuentemente se utilizan cajas bajas y anchas porque son fáciles de llenar. Tomemos como ejemplo el caso de latas metálicas. Se podrían envasar fácilmente por un extremo de la caja que se muestra a continuación, a la derecha, obteniéndose como resultado ahorros considerables de cartón. En seguida se presenta otro ejemplo que ilustra las numerosas maneras de precisar la geometría de una caja de embalaje, para minimizar el uso de cartón. Se han agrupado 24 envases de 11 x 4 x 15 cm en diferentes formas, mostrándose el uso de cartón (en metros cuadrados/caja de embalaje) en cada caso. Se observa que el consumo de cartón varía de 0.494 m² a 0.673 m², teniéndose un factor D = 36% de desperdicio de cartón en el último caso.


En la página 20 se muestra un diagrama para calcular desperdicio de cartón. Vale la pena mencionar que, aunque la tendencia actual en el mundo se orienta hacia la medición métrica, favoreciendo que la cuenta de artículos en una caja sea en múltiplos de 10, se tiene mayor flexibilidad para escoger las dimensiones más económicas de la caja cuando el llenado es en múltiplos de 6 (6, 12, 24, etc.). Sin embargo, hay que tener presente que una caja que puede ser muy económica en el uso de cartón, no necesariamente lo será en costos totales, debido a limitaciones de la maquinaria de conversión o a los anchos estándar de papel de que se disponga. Desafortunadamente, otro factor que tambien debe considerarse, es el efecto sobre la resistencia a la estiba, la cual es mínima para la caja de dimensiones más económicas, como puede observarse en el diagrama siguiente: Si se conoce el volumen deseado de la caja, es fácil calcular las dimensiones ideales de la misma, usando el diagrama de la página 18 (para el tipo de caja 0201) y el de la página 19 (para el tipo de caja 0320). Debe observarse que las dimensiones más económicas para una caja varían de un tipo a otro, de la siguiente forma:

Tipo de caja Razón mas económica de

Largo: Ancho : Profundo: 0201 2 : 1 : 2 0204 1 : 1 : 2 0301 1 : 1 : 0,25 0320 2 : 1 : 1


Diagrama para calcular desperdicio de cartón (D%) para una caja ranurada regular (RSC) Código Internacional de Cajas N° 0201


Diagrama para determinar dimensiones de cajas tipo 0201


Diagrama para determinar dimensiones de cajas tipo 0320


F. LOS MÉTODOS DE ENSAYO MAS IMPORTANTES PARA EL CARTÓN CORRUGADO

1. Resistencia al estallido (Prueba Mullen) Esta prueba registra la resistencia a la presión en un punto de una placa de cartón corrugado, hasta que estalla un hueco a través de la placa. El resultado se dá en kg/cm² o en lb/pulg². Se requiere una alta resistencia al estallido para el caso de productos que generan fuerzas internas que actúan desde dentro hacia el exterior, como es el caso de chícharos (guisantes) secos, pelotitas (pellets) de plástico, latas metálicas, clavos, etc.; es decir, toda clase de objetos pequeños que puedan moverse dentro del envase y producir una concentración de presión sobre pequeñas áreas localizadas del cartón. Aunque la prueba de Mullen es el denominador común más usado para medir calidad de cajas de cartón corrugado, el valor de la resistencia al estallido está básicamente relacionado con la resistencia de la caja contra caídas, y nó es un indicador de la resistencia a la compresión (estiba) de la caja. Un valor de la resistencia al estallido de 200 lb/pulg² es normal y promedio, y frecuentemente se le señala como "la prueba de las 200 libras". En este contexto es necesario señalar que, cuando la calidad de la caja se describe como a "prueba de 200 libras", ésto no indica ni el peso de la caja con su contenido, ni cuanto peso puede estibarse sobre la caja; es solamente una indicación de la calidad del cartón corrugado en sí mismo, medido en un equipo de Prueba Mullen (ISO-2759/1974).

2. Prueba de resistencia a la penetración Esta prueba registra la resistencia de una placa de cartón corrugado a la penetración de una cabeza puntiaguda, fijada en la extremidad de un péndulo. La energía requerida para forzar la cabeza a penetrar completamente a través de la muestra, es decir, para producir la perforación inicial y para rasgar y abrir el cartón, se mide en kg/cm o en pulg-onza/pulgada de rasgado (unidades de penetración). La resistencia a la penetración se relaciona con la dureza y rigidez del cartón y con su resistencia a golpes mecánicos externos. Los valores obtenidos también se relacionan mejor con el comportamiento de la caja en estiba, que los de la prueba Mullen; y, por lo tanto, se les está asignando una importancia creciente en las especificaciones de envases, particularmente en Europa (ISO-3036/1975).

3. Prueba de aplastamiento plano El ensayo de aplastamiento plano mide la habilidad del acanalado a resistir la compresión (y a ofrecer amortiguamiento). Se expresa en kg/cm² o lb/pulg² (ISO-3035/1975).

4. Prueba de aplastamiento de canto (prueba de columna corta) Esta prueba mide la habilidad de resistir la compresión, que tiene una pequeña muestra de cartón corrugado, posicionada verticalmente. La fuerza soportada por la muestra se mide en kg/cm o lb/pulg. Esta prueba quizás sea la más práctica de todas las que se le efectúan al


cartón corrugado, puesto que refleja la rigidez del cartón y está en relación directa con la resistencia a la estiba (resistencia a la compresión) de la caja de cartón corrugado. Sin embargo, aún no se usa de manera generalizada en especificaciones de calidad (ISO-3037/1979).

5. Conclusiones Los ensayos más importantes que se realizan sobre el cartón corrugado son el aplastamiento de canto y la resistencia al estallido (Mullen). Sin embargo, las otras dos pruebas - de penetración y de aplastamiento plano - no deben descartarse. De hecho, se necesita un balance adecuado entre las principales propiedades del cartón corrugado. Por ejemplo, un cartón con un buen balance de valores de resistencia sería: < Resistencia al aplastamiento de canto: 5.5 kg/cm < Resistencia al aplastamiento plano: 2.2 kg/cm² < Resistencia a la penetración: 42 kg/cm < Resistencia al estallido: 12.8 kg/cm²

G. LOS PRINCIPALES MÉTODOS DE PRUEBAS DE DESEMPEÑO PARA LAS CAJAS DE CARTÓN CORRUGADO

Una vez que el cartón corrugado se convierte en caja como producto final, ésta puede ser sometida (con o sin su contenido) a varios tipos de ensayos de comportamiento, que dán una indicación de la resistencia que se espera que tenga la caja bajo diversas condiciones de manejo. Las pruebas más importantes son: (a) Ensayo de compresión: Una caja vacía, o con sus accesorios interiores, se somete a un esfuerzo de compresión entre los platos de la prensa de una máquina de ensayos de compresión. El informe de resultados del ensayo puede ser de alguna de las formas siguientes: • carga máxima soportada ( kg ó lbs)

• carga máxima (kg) y deflexión al fallar (en mm o pulg)

• carga máxima dentro de una deflexión especificada (ISO-2872/1973) Los valores de resistencia a la compresión determinados por este ensayo no pueden usarse directamente para determinar el comportamiento real en estiba de una caja; es decir, cuanta carga soportará sin problemas. Se deberán tomar en consideración los siguientes factores adicionales:

• el aumento de humedad relativa (HR) entre las condiciones ambientales del

laboratorio y las del embarque. Debe señalarse que un aumento de 50% a 95% de HR produce una reducción de la resistencia a la compresión de 60% aproximadamente;

• el efecto del tiempo de almacenamiento. Después de, por ejemplo, 30 días

de almacenamiento, las cajas pudieran tener sólo el 80% de su resistencia original a la estiba;


• la forma de estibar o los tipos de tarimas (pallets) utilizados. Un

desplazamiento de 2 centímetros en la estiba, puede producir la pérdida de aproximadamente 40% de la resistencia a la compresión original. Estibas entrecruzadas de las cajas pueden producir pérdidas de hasta 50% de la resistencia inicial a la estiba; y el uso de tarimas con superficies abiertas (con discontinuidades) hasta un 65% de pérdida;

• los manejos severos o las caídas, pueden también debilitar las cajas

considerablemente. Un ejemplo:

Parámetro Pérdida Resistencia residual

Humedad relativa (HR) de 95%

60% 0,4

Treinta días de almacenamiento

20% 0,8

Uso de tarimas (pallets) 50% 0,5

Manejo severo 10% 0,9

Los factores de resistencia residual pueden combinarse matemáticamente por

multiplicación y el resultado de este ejemplo sería que la caja sólo retiene el 14% de la resistencia a la compresión originalmnente medida en el laboratorio. Sin embargo, en este caso, no se ha tenido en cuenta el apoyo adicional para la estiba que brinda el contenido de la caja.

(b) Ensayo de caída: Este ensayo consiste en dejar caer una caja, con su contenido real o simulado, desde una altura específica y en una posición pre-determinada. El ciclo de pruebas generalmente consiste de un cierto número de caídas con la caja en diferentes posiciones. Los resultados registrados son observaciones visuales. La prueba de caída es facilmente realizable, aún sin equipamiento, y cualquiera que sea el ciclo utilizado, se obtendrá información valiosa sobre el comportamiento de la resistencia y el desempeño de la caja (ISO-2248/1972) . (c) Ensayo de vibración: Este ensayo permite la simulación acelerada de los efectos de las vibraciones durante el transporte. Una caja, o una estiba de cajas, o hasta una carga entarimada completa, con contenidos reales o simulados, se somete a vibraciones controladas en una mesa de vibración especial. Este ensayo se utiliza para conocer los posibles daños que pueden provocar las vibraciones durante el transporte, la eficiencia de accesorios interiores y de materiales de amortiguamiento, los cierres de las cajas, etc. El equipamiento para esta prueba es muy especializado y costoso (ISO-2247/1972). (d) Esquemas de certificación para las cajas de cartón corrugado: En Europa y en Estados Unidos, la mayoría de las cajas se certifican de acuerdo con requisitos normalizados existentes. Generalmente, estas especificaciones las establecen organizaciones de transportistas por carretera o ferrocarril, asociaciones de industriales o institutos de normalización. La importancia que estos sistemas de certificación tienen para el comprador de cajas es que, una vez que se establecen los requisitos óptimos de calidad de desempeño de las cajas para que se logren embarques exitosos de productos, el usuario puede entonces tener la seguridad de que los


suministros futuros, basados en dicha especificación, serán de la misma calidad. Así, al quedar establecidos los criterios de control de calidad de las cajas, se pueden llevar a cabo ensayos para asegurarse de que se hayan cumplido los requisitos de calidad por parte de los productores. La mayoría de los fabricantes de cajas tienen, al menos, parte del equipamiento requerido para este propósito. Ensayos imparciales, con equipamiento más elaborado, pueden llevarse a cabo por laboratorios de ensayos independientes, a costos razonables. Los valores de resistencia al estallido son aún el factor dominante de las especificaciones oficiales para las cajas, de entre las cuales la más ampliamente utilizada es la Regla 41 de la Clasificación Uniforme de Fletes (carga), en los Estados Unidos. Los requisitos mínimos para las cajas de cartón corrugado de conformidad con la Regla 41, se presentan en la página 28.

Ejemplo de sello de certificación para cajas de cartón corrugado


REGLA 41

Para certificar que las cajas han sido fabricadas de conformidad con las especificaciones requeridas, los fabricantes imprimen un sello de garantía en sus cajas , en el cual se muestra el valor de la resistensia al estallido del cartón, el peso combinado de las caras-liner utilizadas las dimensiones interiores máximas y el peso bruto máximo para la caja.


La Regla 41 se ocupa de las especificaciones para transporte por ferrocarril. Los requisitos equivalentes para el transporte por carretera están contenidos en la Clasificación de Cargas Automotoras de los Estados Unidos (Regla 222). Ambas reglas fueron hechas para transporte doméstico, mientras que en Inglaterra se han establecido especificaciones diferentes para las exportaciones. Debe señalarse también que las cajas para frutas y verduras frescas están exentas (excepto plátano, cebolla y papaya), y que se han establecido especificaciones por separado bajo el epígrafe 41816 de la Clasificación Uniforme de Cargas de los Estados Unidos. No existen especifícaciones generales para cajas de cartón corrugado utilizadas en transportación aérea o marítima. (f) Comportamiento de las cajas de cartón corrugado en un clima tropical: Aunque la caja de cartón corrugado es el embalaje más ampliamente utilizado para todo tipo de producto, tiene una debilidad significativa - su susceptibilidad a la humedad en el aire (Humedad Relativa: HR). El papel es un material muy higroscópico y mientras menor sea su calidad, mayor cantidad de humedad absorbe del aire. Por lo tanto, el usuario de las cajas de cartón corrugado no puede esperar un comportamiento satisfactorio de sus cajas, a menos que hayan sido fabricadas con materia prima de primera clase. Es preferible que el papel empleado lleve tratamientos especiales que lo hagan resistente a la humedad, que esté combinado con adhesivos resistentes al agua y hasta que las superficies estén tratadas con cera o plástico para hacerlas repelentes al agua. Al determinar la calidad de una caja de cartón corrugado, es especialmente dificil relacionar los resultados de laboratorio con el comportamiento bajo condiciones tropicales. Las pruebas de laboratorio, para ser reproducibles, deben llevarse a cabo bajo condiciones atmosféricas controladas (acondicionamiento de las muestras a ensayar). Esto generalmente se lleva a cabo en alguna de dos atmósferas normalizadas de ensayo:

• 27°C (73°F) y 50% HR, ó • 20°C (68°F) y 65% HR.

Ambas están muy lejos de ser las condiciones climáticas de los trópicos. La Asociación Técnica de la Industria de la Pulpa y el Papel de los Estados Unidos (TAPPI) ha adoptado, por lo tanto, otras tres atmósferas normalizadas para ensayos:

• normal, alta humedad 23°C (73°F) y 85% HR, ó • condiciones tropicales 32°C (90°F) y 90% HR, ó • condiciones de frigorífico 4°C (40°F) y 85% HR.

H. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PRINCIPALES PARA LA ADQUISICIÓN DE CAJAS DE CARTÓN CORRUGADO

• Nombre o tipo de la caja • Producto por envasar • Cantidad y colocación del contenido en la caja (alternativas) • Diseño y construcción de la caja, incluyendo accesorios • Tipo de cartón corrugado y configuración de las flautas • Calidad del cartón corrugado; eventualmente de sus materias primas • Mínima resistencia al estallido requerida (prueba Mullen)


• Dimensiones interiores de la caja y tolerancias • Tipo de unión de fabricante • Características especiales y tratamientos requeridos • Instrucciones detalladas para la impresión, incluyendo sello de certificación de la calidad • Cantidad solicitada (alternativas) • Método de empaque y embarque de las cajas vacías

I. RESUMEN DE ALGUNOS ASPECTOS TÉCNICOS Y ECONÓMICOS DE LAS ESPECIFICACIONES DE LAS CAJAS DE CARTÓN CORRUGADO

$ Prepare, en estrecha colaboración con su proveedor, especificaciones por escrito para

cada tipo de caja. Si las cajas van impresas, solicítele que imprima un sello de certificación de calidad en cada caja. De vez en cuando, envíe muestras a un laboratorio de ensayos independiente, para que verifiquen el cumplimiento de la calidad especificada.

$ Mantenga siempre una estrecha cooperación personal con su proveedor para poder

adaptarse a sus normas técnicas, limitaciones de producción, dimensiones de materias primas y equipos, planes de producción, etc. El deberá ayudarlo también en el diseño de las nuevas cajas que necesite y suministrarle las correspondientes muestras con sus especificaciones.

$ Asegurese de que se utilizan las mejores materias primas posibles (en las caras-liner,

acanalado, pegamentos, etc.). Ponga especial atención a las posibilidades de aumentar la resistencia a la humedad de las cajas. Evite el uso de caras blanqueadas o moteadas, que reducen en un 5% a 10% la resistencia de las cajas. Si está usando flauta A, considere cambiar a flauta C. Su proveedor deberá cobrarle un precio menor por reducción en el consumo de papel.

$ Al determinar las dimensiones de la caja, preste especial atención a: < las dimensiones de las materias primas de su proveedor; < la utilización económica de los materiales, como se ha mencionado en esta

nota; < envasar en unidades de 6, 12, 24, etc. en vez de 10, 20, etc., lo que ofrece

más flexibilidad de alternativas en dimensiones de las cajas; < dimensionar la caja tan ajustada como sea posible. Ahorra materiales, dá

mayor protección y evita ruptura o rasgadura de las etiquetas; < disminuir la variedad de cajas tanto como sea posible (tipificación interna) y

adaptar su caja a normas nacionales e internacionales existentes; < adaptar la caja a tarimas normalizadas para poder utilizar su área al máximo.

El módulo (largo x ancho) de 600 mm x 400 mm, o sea, de 23 13/16 x 15 3/4 pulg, permite una utilización de 100% del área de las tarimas más comunes normalizadas por ISO: 1200 mm x 1000 mm, y 1200 mm x 800 mm (aproximadamente 48 x 40 pulg y 48 x 31½ pulg).


$ Ponga especial atención a detalles técnicos que pudieran afectar la resistencia de sus cajas:

< Evite una impresión excesiva; aún cuando se usen los mejores métodos de producción, la impresión aplasta las flautas del acanalado. Esto ocurre, en especial, en impresiones continuas de patrones en bandas horizontales. Casi siempre, un solo color será

suficiente; aunque debería usted considerar seriamente el usar cajas sin imprimir,

con etiquetas impresas pegadas; < Si hay que incorporar huecos o ranuras de ventilación, preocúpese porque

no disminuya innecesariamente la resistencia de las cajas. Ubique los huecos en la posición más alta posible de las caras laterales de la caja y de modo que no coincidan horizontalmente;

< Funcionalmente, los cierres superiores e inferiores deben ser, al menos,

como las otras partes de la caja. Utilice un adhesivo resistente a la humedad para cubrir totalmente las solapas y pegarlas firmemente. Las cintas adhesivas de papel deberán ser de alta calidad, preferiblemente reforzadas. Use equipos mecánicos para humedecer la cinta y límpielos muy bién al final de cada día de trabajo. El extender la cinta más allá de 2½ pulgadas (60 mm) sobre el borde de la caja, es un desperdicio de dinero. Debe tenerse mucho cuidado en el engrapado de las cajas; debe revisarse que las grapas o puntadas cierren adecuadamente, especialmente cuando se utilizan grapas anchas;

< Estudie el posible uso de flejes plásticos para reforzar sus cajas; < Tal vez sea posible que su proveedor pueda extender parcialmente la

pestaña (solapilla) de la unión del fabricante hacia las solapas inferiores y superiores de la caja. Esto reforzará las esquinas sin costo adicional de material.

< $ Para el caso de distribución a mercados cercanos, analice la posibilidad de que las cajas

sean retornables, pudiéndolas utilizar dos o tres veces. $ Almacene las cajas vacías tan secas como sea posible. La condición ideal es de 50%

HR. Almacene los bultos planos y no los haga descansar sobre el piso, directamente; no camine sobre ellos; observe la regla de "primeras entradas - primeras salidas", en sus cajas almacenadas.

$ Cuando entregue sus productos, asegúrese de que no sean izados en redes a bordo de

buques. Aún cuando las cargas no sean unitarizadas, se deben utilizar tarimas en la carga del buque, con separadores de eslingas para evitar que corten las cajas de cartón corrugado.

$ Discuta siempre con su proveedor los beneficios en precio derivados de pedidos mayores

en cada orden. $ Las cajas de más calidad cuestan más pero, casi siempre, podrá resarcirse del alto

precio al disminuir las reclamaciones resultantes de daños en transporte y al lograr


mejores precios de venta de sus productos, puesto que llegarán en mejores condiciones a su destino.

Documents

Cajas de Cartón Corrugado