Schiuma vs. carta per la protezione all’interno della scatola

Sempre più vicini alla sostituzione degli imballaggi in schiuma a base di plastica.

Più di sessant’anni fa, sono stati introdotti i primi materiali in schiuma poliuretanica espansa per proteggere i prodotti durante le spedizioni. Negli ultimi sette anni, tuttavia, l’utilizzo di soluzioni in schiuma a base di plastica ha registrato un calo, perdendo quasi un terzo della quota di mercato rispetto al momento di massima popolarità. Che cosa sta provocando la rapida uscita di scena di un prodotto che esiste da decenni? L’attenzione per l’ambiente svolge un ruolo importante nell’allontanamento dai materiali in plastica, ma la risposta in parte risiede in un prodotto ancora più antico, la carta, e nello sviluppo di tecnologie all’avanguardia che stanno cambiando l’idea di ciò che si può fare con questo materiale.

I vantaggi della carta per l’ambiente e i consumatori.

I consumatori sono sempre più consapevoli dell’impatto che le loro scelte di spedizione possono avere sull’ambiente. Infatti, il 78% dei consumatori negli Stati Uniti vorrebbe che un numero maggiore di brand utilizzasse la carta invece della plastica per gli imballaggi in scatola e tale atteggiamento si può osservare anche a livello globale. Le soluzioni in schiuma sono a base chimica e sono classificate come sostanze di Categoria 1 “massima pericolosità” a causa del rischio di sensibilizzazione cutanea e respiratoria, oltre a essere potenzialmente cancerogene.

A parte le preferenze dei consumatori e la sicurezza, è chiaro che la sostituzione dei materiali plastici con la carta è ecologicamente più sensata, giacché la carta è riciclabile ed è composta al 100% di materiali sostenibili. Inoltre, i rifiuti di plastica sono una delle maggiori fonti di inquinamento che possono essere immesse nell’ambiente naturale con conseguenze tragiche. Secondo il National Geographic, dei 400 milioni di tonnellate stimate di plastica prodotta ogni anno, il 40% ossia 160 milioni di tonnellate viene utilizzato esclusivamente per applicazioni di imballaggio primarie e secondarie. Le soluzioni in schiuma sono basate sulla plastica, destinate a utilizzi singoli e molto più difficili da riciclare a domicilio rispetto alla carta. La conseguenza è che questi prodotti in schiuma spesso vengono smaltiti in discariche dove impiegano centinaia di anni per degradarsi, sempre nel caso in cui riescano a decomporsi in modo naturale.

Nonostante il chiaro imperativo per la sostituzione della plastica da un punto di vista ambientale e la dimostrata preferenza dei consumatori per gli imballaggi sostenibili, rimane l’idea che la schiuma sia necessaria per proteggere alcuni prodotti. È qui che entra in gioco il team di ingegneri del packaging di Ranpak per eliminare i pregiudizi e mostrare come la carta possa costituire una protezione efficace.

Tre modi in cui l’ingegneria del packaging ha permesso alle protezioni in carta di superare quelle in schiuma.

Perché una soluzione protettiva possa svolgere al meglio il proprio lavoro, deve soddisfare diversi requisiti.

Innanzitutto, deve proteggere adeguatamente l’oggetto all’interno della scatola. Gli ingegneri possono misurare il livello di protezione fornito dal materiale protettivo in laboratorio registrando le forze G esercitate su questi oggetti in diverse configurazioni di imballaggio durante una caduta. Una forza G è l’equivalente della pressione che un oggetto subisce dal terreno che spinge contro la gravità della Terra in condizione di riposo. In caso di caduta di una scatola, l’accelerazione dell’oggetto crea forze G molto più elevate durante l’impatto con il terreno. Se non si protegge l’oggetto con adeguati sistemi, questo aumento delle forze G può provocare rotture, scheggiature o graffi.

In secondo luogo, la soluzione deve essere economicamente efficiente e scalabile. La corretta quantità di materiale protettivo dipenderà dal peso e dalla fragilità degli oggetti. Una volta determinata la quantità di materiale protettivo necessaria, è possibile creare una soluzione su misura che tenga conto dell’efficienza protettiva e di quella economica.

Da ultimo, il processo utilizzato per l’applicazione della protezione deve avvenire il più velocemente possibile. In un ambiente aziendale, dove il tempo è denaro, l’idea che la schiuma sia un metodo veloce per riempire una scatola è allettante per chi è interessato solo alla funzionalità, ma la realtà è che la schiuma non ha il monopolio sulla velocità. Gli ingegneri di Ranpak hanno progettato il sistema di protezione in carta PadPak® in modo che sia semplice da utilizzare e caricare, con un’interfaccia che consente di piegare e fissare rapidamente i cuscinetti in carta. Mentre i sistemi di protezione in schiuma si basano su un mix di sostanze chimiche tra cui gli isocianati che devono essere combinati per potersi espandere, il sistema PadPak è in grado di uguagliare o superare la velocità della reazione chimica semplicemente erogando carta eco-sostenibile e riciclabile a domicilio.

Quando lavorano con i clienti, i nostri ingegneri eseguono dei test per ottimizzare la strategia di imballaggio per ogni singolo prodotto. Grazie all’esperienza con la carta, perfezionata dalla gestione di centinaia di pacchi con diverse caratteristiche, possiamo paragonare direttamente le performance delle protezioni in carta a quelle della schiuma a base di plastica che hanno sostituito.

Case Study industriale: Elettronica aerodinamica

Agli ingegneri del packaging di Ranpak è stato chiesto di creare un sistema per proteggere dispositivi di elettronica aerodinamica. I pacchi di prova sono stati fatti cadere da un’altezza di 80 cm, che è tipica per gli imballi con peso fino a 10Kg.

Risultati

• I drop test per PadPak hanno dato come risultato una forza pari a 16,6 Gs rispetto ai 39 Gs delle protezioni in schiuma. I cuscinetti protettivi PadPak hanno ridotto le forze G del 58% durante una caduta rispetto alla schiuma a base di plastica.
• Utilizzando cuscinetti PadPak della medesima lunghezza, la velocità del processo di imballaggio è aumentata rispetto al precedente processo con schiuma che necessitava della combinazione di più sostanze chimiche.
• Infine, la sostituzione della schiuma con PadPak è risultata economicamente più efficiente, riducendo i costi per la protezione in scatola del 57%.

Case Study industriale: Fari e turbopompe per automobili

La protezione dei fari è un altro scenario in cui la carta è stata in grado di superare la schiuma. In questo caso, gli ingegneri avevano più prodotti con cui lavorare, con diversi pesi e livelli di suscettibilità ai danni.

I prodotti sono stati fatti cadere di piatto, poiché questo tipo di caduta si verifica nel 70% di tutti i casi di caduta accidentale durante la spedizione ed è inoltre il tipo di caduta più devastante per i prodotti imballati. Anche in questo caso, la carta è risultata la soluzione migliore, dimostrando versatilità e resistenza.

Risultati

• PadPak ha migliorato la velocità di imballaggio dei prodotti.
• PadPak ha dimostrato una migliore performance rispetto alla schiuma nel ridurre le forze G, con un miglioramento fino al 44% nel caso dei fari.
• In generale, i cuscinetti PadPak hanno ridotto i costi per le protezioni in scatola del 73%.