Pruebas de cajas y verificación de la integridad del diseño

PRÓLOGO: La integridad del diseño del producto es clave para un rendimiento sostenible y la longevidad operativa de las cajas/contenedores. Las empresas de renombre evalúan y desarrollan productos de acuerdo con las técnicas de mejores prácticas, ideas innovadoras y de conformidad con las normas internacionales de ensayo.

Entre las normas internacionales de ensayo de cajas se incluyen:

- Prueba general de rendimiento de simulación para envases (ISTA-3E)

- D4169 -08 Pruebas de rendimiento de contenedores y sistemas de transporte marítimo por la Asociación Internacional de Tránsito Seguro (ISTA)

- Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM)

Los clientes que seleccionen un proveedor de contenedores/cajas siempre deben revisar y comprender la certificación de pruebas de productos del proveedor y la inversión/instalaciones de pruebas que verifiquen que la caja/el contenedor es apto para su propósito.

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DISCUSIÓN: Los fallos de las cajas pueden deberse a diversos factores, como un diseño inadecuado, la debilidad de los materiales, una construcción incorrecta o condiciones extremas durante el transporte o el almacenamiento. Estos son algunos de los fallos más comunes de las cajas:

[a] Fallo estructural: Se produce cuando la integridad estructural de la caja se ve comprometida, provocando su deformación, colapso o rotura. El fallo estructural puede deberse a una capacidad de carga insuficiente, a juntas o fijaciones débiles o a una resistencia inadecuada del material. En el caso de una caja/contenedor plegable, el diseño, la resistencia y la durabilidad de la bisagra plegable son fundamentales.

[b] Daños por impacto: Si la caja no es capaz de proteger el contenido de impactos durante la manipulación o el transporte, pueden producirse daños en el producto que contiene. Los daños por impacto pueden deberse a una amortiguación o absorción de impactos insuficiente, a un diseño deficiente de la caja o a una protección inadecuada contra fuerzas externas. Las cajas de plástico que son especialmente ESTRECHAS y RÍGIDAS tienen menos probabilidades de amortiguar los golpes y más probabilidades de agrietarse o dañarse.

[c] Falla por compresión: Cuando la caja es sometida a presión vertical por el apilamiento de otras cajas o cargas pesadas, puede experimentar un fallo por compresión. Esto puede provocar el colapso o la deformación de la caja, lo que podría causar daños o la rotura del contenido.

[d] Daños por humedad o agua: Si la caja no está adecuadamente sellada o protegida contra la humedad, puede producirse una infiltración de agua. Los daños causados por el agua pueden debilitar la estructura de la caja, deteriorar el material o provocar la aparición de moho, lo que podría dañar el contenido. Esto sólo es relevante si la caja se utiliza en el exterior y no en el interior de un almacén.

[e] Degradación ambiental: La exposición a variaciones extremas de temperatura, radiación UV u otros factores ambientales puede degradar los materiales de la caja con el tiempo. Esto puede provocar la fragilidad, el debilitamiento o la degradación de la caja, reduciendo su capacidad de protección.

[f] Distribución inadecuada de la carga: Si el contenido de la caja no está correctamente distribuido o asegurado, puede provocar desplazamientos o movimientos durante el transporte. Una distribución inadecuada de la carga puede causar una tensión excesiva en determinadas zonas de la caja, lo que puede provocar fallos localizados o una mayor vulnerabilidad a los daños.

[g]Amortiguación insuficiente: Si la caja no proporciona una amortiguación o absorción de impactos adecuada, puede fallar a la hora de proteger el contenido de impactos, vibraciones u otras fuerzas externas. Una amortiguación insuficiente puede provocar daños en el producto debido a un movimiento o contacto excesivos dentro de la caja.

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Para mitigar estos modos de fallo, el diseño y la construcción de las cajas deben tener en cuenta factores como la capacidad de carga, la resistencia de los materiales, la amortiguación, los mecanismos de sujeción seguros y la protección frente a factores medioambientales. Las pruebas y evaluaciones periódicas de las cajas en condiciones realistas pueden ayudar a identificar y abordar cualquier posible punto débil o modo de fallo.

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NORMAS INTERNACIONALES DE ENSAYO DE LAS CAJAS

Por ello, los fabricantes reputados verifican que el diseño de una caja es adecuado para la aplicación prevista mediante una serie de pruebas y simulaciones para evaluar su rendimiento, durabilidad y seguridad durante el transporte o almacenamiento en una caja o embalaje.

Las pruebas de cajas se suelen realizar para garantizar que el producto y su embalaje pueden soportar los rigores del transporte, la manipulación y el almacenamiento sin sufrir daños. Las pruebas típicas incluyen:

1,0 Prueba de caída:

La caja se deja caer desde una altura determinada sobre una superficie dura para evaluar su capacidad para proteger el contenido de las fuerzas de impacto. Según las mejores prácticas internacionales de ensayo, las cajas deben someterse a un "ensayo de caída libre con carga completa desde 1,2 m de altura. Esta prueba debe repetirse al menos 3 veces.

2.0 Prueba de vibración:

La caja se somete a vibraciones que simulan diversas condiciones de transporte, como el transporte por carretera o aéreo, para evaluar su resistencia a los daños inducidos por las vibraciones. Según las mejores prácticas internacionales de ensayo, a las cajas apiladas en dos palés se les fija una aceleración cuadrática media Grms=0,54 y se les somete a una prueba de vibración aleatoria de 4 horas a 1-200 Hz.

3.0 Prueba de compresión:

La caja se somete a presión vertical para determinar su capacidad de soportar cargas de apilamiento y evitar que se aplaste el contenido. Las mejores prácticas internacionales de ensayo establecen que las cajas deben colocarse en el centro de la plataforma de presión, y presurizarse F=Wts(S-1)xFxJ durante 1 hora, donde Wt es el peso total de una sola caja de carga completa, S es el número de capas, F es el factor de seguridad=3, y J es la constante de gravedad=9,8N/kg.

4.0 Prueba de impacto:

La caja se somete a una fuerza de impacto en los cuatro lados para evaluar su resistencia a las fuerzas de deslizamiento e impacto durante el transporte. Las mejores prácticas internacionales de ensayo establecen que las cajas deben apilarse en dos palés e impactar en los cuatro lados a una velocidad final de 1,1 m/s.

5.0 Prueba ambiental:

La caja se expone a diversas condiciones ambientales, como lluvia, polvo o luz solar, para evaluar su capacidad de proteger el contenido de tales elementos. Las mejores prácticas internacionales de ensayo establecen que las cajas se dejan caer en caída libre a baja temperatura en condiciones de caja sin carga a -20°C durante 48 horas, y se dejan caer desde una altura de 1 m; por cada vez que la muestra supera la prueba, se aumenta la altura en 0,3 m.

6.0 Prueba de apilamiento:

La caja se apila con otras cajas para evaluar su resistencia y estabilidad en condiciones de apilamiento. Las mejores prácticas internacionales de ensayo establecen que las cajas individuales, sin carga, se colocan entre las placas, la placa de presión superior de la máquina presuriza a una velocidad de 13 mm/min hasta que la muestra se aplasta.

Las pruebas de cajas ayudan a los fabricantes y proveedores logísticos a garantizar que sus productos están adecuadamente protegidos durante el transporte y el almacenamiento. También ayuda a identificar cualquier debilidad o defecto de diseño en el embalaje, lo que permite introducir las mejoras necesarias. Sobre todo, ofrece al cliente la seguridad de que el producto que desea adquirir o en el que desea invertir para sus operaciones es adecuado para su fin.

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PRUEBAS DE CAJAS ESQUEMÁTICAS "EUO

La gama de cajas EUO, suministrada por Schematic, ha sido probada en sus propias instalaciones de prueba de categoría mundial (mostradas a continuación) de acuerdo con las normas de prueba internacionales mencionadas. Esto se resume a continuación. Esto ayuda a garantizar que las cajas EUO de Schematic son las mejores de su clase y aptas para su propósito.

Figura 1 - Las instalaciones de prueba de clase mundial de las cajas suministradas por Schematic

Figura 2 - Resumen de las pruebas de la caja EUO, suministrada por Schematic Engineering Industries

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RESUMEN - LA VERIFICACIÓN DEL DISEÑO MEDIANTE PRUEBAS EXHAUSTIVAS ES ESENCIAL

Las empresas reputadas desarrollan y suministran productos verificados mediante pruebas exhaustivas de verificación de productos conforme a normas internacionales.

El peso de las cajas se optimiza y minimiza en la medida de lo posible para reducir la tensión ergonómica y las lesiones del operario al levantarlas y manipularlas manualmente de forma repetida. Al mismo tiempo, se maximiza la resistencia y durabilidad del producto mediante el análisis de elementos finitos (FEA) y la optimización del diseño para garantizar su longevidad.

Tras la fabricación, las empresas que aplican las mejores prácticas someten sus cajas/contenedores a un exhaustivo régimen de pruebas de producto que simula situaciones avanzadas del mundo real.

Por tanto, los clientes deben alinearse con proveedores que puedan demostrar su inversión y competencia en el diseño y ensayo de cajas y contenedores.

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