Soluciones renovables a la contaminación del plástico: una respuesta ingenieril al problema de los envases

Soluciones renovables a la contaminación del plástico: una respuesta ingenieril al problema de los envases Vicente Gutiérrez Alonso Ingeniería en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Escuela de Ingenierías Industriales Universidad de Valladolid Tutor Víctor Antonio Lafuente Sánchez UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERIAS INDUSTRIALES Grado en Ingeniería en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Soluciones renovables a la contaminación del plástico: una respuesta ingenieril al problema de los envases Autor: Gutiérrez Alonso, Vicente Tutor(es): Lafuente Sánchez, Víctor Antonio Dpto. Urbanismo y Representación de la Arquitectura / Expresión Gráfica Arquitectónica Valladolid, julio 2021. RESÚMEN Este Trabajo de Fin de Grado busca aportar soluciones renovables ante la contaminación por el abuso de los plásticos, centrándose en el packaging de los alimentos. La respuesta a esta problemática es el diseño de dos líneas de envases sostenibles, fabricados en cartón, y destinados a la venta a granel tanto en supermercados como en el comercio local. Se trata de 8 envases en total, reutilizables y de distintas capacidades, con un diseño atractivo y funcional. También se diseña un catálogo que muestra individualmente cada envase, junto con sus características principales. Durante en este proyecto, se estudia la situación medioambiental de los plásticos y del modelo de consumo actual. A su vez, se estudian las alternativas ya existentes y se definen los todos los aspectos del diseño de cada envase hasta llegar a la propuesta final, una opción de packaging sostenible. PALABRAS CLAVE Sostenibilidad – Cartón – Packaging – Compra a granel - Ecodiseño ABSTRACT This Degree Final Project seeks to provide renewable solutions to pollution by the abuse of plastics, focusing on food packaging. The answer to this problem is the design of two lines of sustainable packaging, made out of cardboard, and intended for sale in bulk business both in supermarkets and local shops. It comprises 8 containers in total, reusable and with different capacities, with an attractive and functional design. A catalogue is also designed to show each container individually, along with its main characteristics. During this project, the enviromental situation of plastics and the current model of consumption are studied. At the same time, existing alternatives are studied and all the design aspects of every container are defined to reach the final proposal, a sustainable packaging option. KEYWORDS Sustainability – Cardboard – Packaging – Bulk purchase - Ecodesign í n d i c e 4 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 AGRADECIMIENTOS 8 MEMORIA 9 1. PRESENTACIÓN DEL PROYECTO 10 1.1. Introducción 10 1.2. Objetivos de proyecto 10 1.3. Alcance 11 2. ECODISEÑO: MEJORA DE UN PRODUCTO 12 2.1. Sostenibilidad y Objetivos de Desarrollo Sostenible 12 2.2. Economía circular: un nuevo sistema 17 2.3. El objetivo de Residuo Cero 18 2.4. Ecodiseño y sus beneficios 20 2.5. Reduciendo la huella de carbono 22 3. EL PROBLEMA DE LOS PLÁSTICOS 24 3.1. ¿Qué son los plásticos? 24 3.1.1. Una amenaza medioambiental 27 3.1.2. El sobreenvasado 33 3.2. Búsqueda de soluciones 34 3.2.1. Cartón y papel: la celulosa y sus derivados 35 3.3. Conclusiones 42 4. ESTUDIOS 43 4.1. Estudio de mercado 43 4.1.1. Las posibilidades del ecodiseño 43 4.1.2. Venta a granel: la solución más sostenible 47 4.1.3. Éxitos del cartón 51 4.1.4. Conclusiones y resultados 54 4.2. Estudio del target: opiniones del consumidor 56 4.2.1. La conciencia del reciclaje 56 4.2.2. ¿Compra a granel? 57 4.2.3. ¿Qué es importante en un envase? 58 4.2.4. Conclusiones y resultados 58 5. PROCESO DE DISEÑO 59 5.1. Briefing 59 5.2. Desarrollo del proyecto 59 5.2.1. Inicios 59 5.2.2. Bocetos y desarrollo de los envases 60 5.2.3. Imagen gráfica 63 6. PROPUESTA FINAL 67 6.1. Descripción del proyecto 67 6.2. Descripción de cada grupo de envases 69 í n d i c e 5 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid 6.2.1. Torre pequeña rectangular (TPR) 70 6.2.2. Torre mediana rectangular (TMR) 71 6.2.3. Caja mediana rectangular (CMR) 72 6.2.4. Caja grande rectangular (CGR) 73 6.2.5. Torre pequeña cilíndrica (TPC) 74 6.2.6. Torre mediana cilíndrica (TMC) 75 6.2.7. Caja mediana cilíndrica (CMC) 76 6.2.8. Caja grande cilíndrica (CGC) 77 6.3. Análisis gráfico 78 6.3.1. Imagen y tipografía 78 6.3.2. Colores 79 6.4. Ergonomía 80 7. FABRICACIÓN 83 7.1. Materiales 83 7.2. Adquisiciones 85 7.3. Proceso de fabricación 87 7.3.1. Fabricación de las planchas de cartón ondulado 88 7.3.2. Impresión de las planchas 90 7.3.3. Troquelado de las planchas 94 7.3.4. Plegado y encolado 98 7.3.5. Montaje y colocación de las asas 98 7.3.6. Fabricación de los tubos de cartón sólido 99 7.3.7. Montaje y encolado de los tubos 100 7.3.8. Encolado del papel impreso 101 7.3.9. Corte de los perfiles 101 7.3.10. Fabricación de los discos de cartón sólido 103 7.3.11. Impresión de los discos 103 7.3.12. Troquelado de los discos 103 7.3.13. Montaje y encolado de los discos 104 7.3.14. Montaje y colocación de las asas 104 7.4. Diagramas de procesos 105 8. VENTA Y DISTRIBUCIÓN 110 9. CONCLUSIONES 111 10. CONTINUIDAD DEL PROYECTO 112 PLANOS 114 1. CONJUNTO TPR 115 1.0. TPR dimensiones generales 1.1. TPR desarrollo exterior 1.2. TPR desarrollo interior í n d i c e 6 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 1.3. TPR desarrollo separador 1.4. TPR desarrollo tapa 2. CONJUNTO TMR 121 2.0. TMR dimensiones generales 2.1. TMR desarrollo exterior 2.2. TMR desarrollo interior 2.3. TMR desarrollo separador 2.4. TMR desarrollo tapa 3. CONJUNTO CMR 127 3.0. CMR dimensiones generales 3.1. CMR desarrollo exterior 3.2. CMR desarrollo interior 4. CONJUNTO CGR 131 4.0. CGR dimensiones generales 4.1. CGR desarrollo exterior 4.2. CGR desarrollo interior 5. CONJUNTO TPC 135 5.0. TPC dimensiones generales 5.1. TPC cuerpo exterior 5.2. TPC cuerpo interior 5.3. TPC desarrollo corte de perfil de cuerpo 5.4. TPC cuerpo inferior 5.5. TPC desarrollo separador 5.6. TPC tapa 5.7. TPC desarrollo corte de perfil de tapa 5.8. TPC tapa superior 6. CONJUNTO TMC 145 6.0. TMC dimensiones generales 6.1. TMC cuerpo exterior 6.2. TMC cuerpo interior 6.3. TMC desarrollo corte de perfil de cuerpo 6.4. TMC cuerpo inferior 6.5. TMC desarrollo separador 6.6. TMC tapa 6.7. TMC desarrollo corte de perfil de tapa 6.8. TMC tapa superior 7. CONJUNTO CMC 155 7.0. CMC dimensiones generales 7.1. CMC cuerpo exterior 7.2. CMC cuerpo interior 7.3. CMC desarrollo corte de perfil de cuerpo 7.4. CMC cuerpo inferior 7.5. CMC tapa 7.6. CMC desarrollo corte de perfil de tapa í n d i c e 7 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid 7.7. CMC tapa superior 8. CONJUNTO CGC 164 8.0. CGC dimensiones generales 8.1. CGC cuerpo exterior 8.2. CGC cuerpo interior 8.3. CGC desarrollo corte de perfil de cuerpo 8.4. CGC cuerpo inferior 8.5. CGC tapa 8.6. CGC desarrollo corte de perfil de tapa 8.7. CGC tapa superior PRESUPUESTO 173 1. PRESUPUESTO INDUSTRIAL 174 1.1. Coste de fabricación 174 1.1.1. Coste de materiales 174 1.1.2. Coste de mano de obra directa 176 1.1.3. Coste de puesto de trabajo 177 1.1.4. Hoja de coste de fabricación 177 1.2. Presupuesto industrial 179 2. PRESUPUESTO DE EMPRESAS 180 BIBLIOGRAFÍA 182 1. MANUALES, ARTÍCULOS E INFORMES 183 2. LEGISLACIÓN, NORMATIVA Y NORMAS 185 3. PÁGINAS WEB Y RECURSOS DIGITALES 186 4. VÍDEOS 195 5. REFERENCIAS IMÁGENES 196 6. REFERENCIAS GRÁFICOS Y TABLAS 203 ANEXOS 204 ANEXO I. CATÁLOGO 205 ANEXO II. PRESUPUESTO EMPRESARIAL 226 AGRADECIMIENTOS A mi tutor, Víctor, por su ayuda y guía durante este proyecto. A Cartonajes Vir, en especial a Jesús, por la información, los consejos y la ayuda en la realización de este proyecto y sus maquetas. A mi familia y a María, por su apoyo e insistencia. memoria m e m o r i a 16 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 El objetivo 13 de los ODS (fig. 5) busca combatir el calentamiento global, principal problema del cambio climático. El aumento de la temperatura media global, a causa de las enormes emisiones de gases de efecto invernadero, provoca otros problemas como el aumento del nivel del mar, la grave disminución del hielo en los polos y la desertización de tierras fértiles, que puede provocar hambrunas debido a la disminución de tierra apta para la agricultura y el aumento exponencial de la población humana. La ventaja de este proyecto es el empleo de materiales procedentes de la madera, cuyo consumo es sostenible gracias a la gestión forestal de la industria papelera, cuyos bosques favorecen la absorción del dióxido de carbono por parte de la naturaleza, respetando la biodiversidad y capacidad regenerativa de las especies. Fig. 5. Emblema del objetivo 13 de los ODS El objetivo 14 de los ODS (fig. 6) trata de proteger la vida marina, respetando su biodiversidad, combatiendo la contaminación y acidificación de mares y océanos, y reduciendo la sobrepesca. Los ecosistemas marinos son muy importantes para la creación de medicamentos, así como para la absorción de parte del dióxido de carbono que emitimos, y también son una fuente de recursos de la que depende casi la mitad de la Humanidad para su subsistencia. El objetivo de este proyecto es aportar alternativas materiales para ciertos productos que tengan una mejor reabsorción por parte de los sistemas naturales, sin generar residuos que contaminen las aguas durante siglos y amenacen gravemente a las especies marinas. Fig. 6. Emblema del objetivo 14 de los ODS m e m o r i a 17 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid El objetivo 15 de los ODS (fig. 7) se centra en la protección de los ecosistemas terrestres, especialmente los bosques, combatiendo la desertización de suelos fértiles, la caza descontrolada de especies que las lleva a su extinción, y fomentando el estudio de nuevas especies tanto vegetales como animales, para aprovechar toda la diversidad existente y no subsistir únicamente de un puñado de ellas. Los bosques son las zonas con mayor diversidad del planeta, albergando la mayoría de especies de plantas, animales e insectos conocidas, y de cuyo entorno dependen cientos de millones de personas para su supervivencia. En cuanto a la desertización y el empobrecimiento del suelo, afecta sustancialmente a los humanos, pues se pierden millones de hectáreas de suelo al año, lo que supone una merma en la producción agrícola de plantas como los cereales, que conforman la mayor parte de la ingesta humana a nivel mundial. Este proyecto busca ayudar a mantener y respetar la biodiversidad de los bosques, empleando materias procedentes de estos, repoblando todo aquello que se consuma, y ayudando a investigar en nuevas fuentes de obtención de los recursos, como nuevas especies vegetales cuyo uso nunca se ha considerado. Fig. 7. Emblema del objetivo 15 de los ODS 2.2. Economía circular: un nuevo sistema La economía circular es un sistema económico y social cuyo objetivo es la producción de bienes y servicios reduciendo el consumo y desperdicio de recursos y energía 5 . Este modelo, inspirado directamente por el funcionamiento de los ecosistemas naturales, prima el aprovechamiento de las materias primas y la reducción del consumo innecesario, siendo la única alternativa realmente sostenible al modelo lineal actual de producción, consumo y deshecho. Todos los procesos de fabricación, ya sean de bienes o de servicios, tienen un coste ambiental, tanto al inicio como al final de su ciclo de vida. Para minimizar este impacto ambiental causado por el actual modelo productivo, la economía circular apuesta por la optimización de los recursos, alargando la vida útil de los productos mediante las “7Rs”: 5 ECOEMBES. La economía circular en España. [Consulta: 8 agosto 2020]. Disponible en: https://www.ecoembes.com/es/ciudadanos/envases-y-proceso-reciclaje/la-economia- circular-en-espana m e m o r i a 18 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 • Reducir. • Rediseñar. • Reutilizar. • Renovar. • Recuperar. • Reparar. • Reciclar. Mediante la introducción de las “7Rs” en el nuevo modelo productivo, se otorga una segunda vida a los productos, ya sea manteniendo sus funciones y alargando su vida, o empleando los residuos que genere como nueva materia prima. La economía circular permite ahorrar dinero, recursos y energía, además de generar empleos, y es la representación ideal del modelo que emplea la naturaleza, donde no existen los deshechos, y todo tiene su propósito. 2.3. El objetivo de Residuo Cero A finales de la década de los 2000, comenzó a tomar fuerza el movimiento “Zero Waste” o “Residuo Cero”, una serie de principios que buscan la reutilización de los productos, con el apoyo de la economía circular y el reciclaje. Los defensores de estos principios son conscientes de que lograr un modelo productivo con desperdicio o pérdida nulos es imposible, ya que toda actividad conlleva un consumo de energía y materiales que son irrecuperables, así como un uso de otros recursos como el agua, el aire y el suelo, que también sufren deterioro por las actividades humanas. La filosofía de “Residuo Cero” basa sus estrategias de apoyo en la regla de las tres R, anteponiendo la reutilización al reciclaje siempre que sea posible, ya que de esta manera hay un ahorro de energía y materias primas que son necesarias para reciclar un producto. El principal objetivo del movimiento es la desaparición de vertederos y residuos sólidos, especialmente los residuos electrónicos (fig. 8) y los plásticos, ya que tienen componentes altamente contaminantes, que se filtran al suelo y al agua y suponen un peligro para la flora, la fauna y los asentamientos humanos cercanos. m e m o r i a 19 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid Fig. 8. Vertedero electrónico de Guiyu, China En la búsqueda de soluciones para los problemas medioambientales, existen críticos que consideran la eliminación total de residuos como un objetivo menos efectivo e inteligente que el Análisis de Ciclo de Vida de productos y actividades, la neutralización de emisiones de CO2 o la lucha contra la extinción de especies. Otros críticos con esta mentalidad justifican que un producto puede ser reutilizable, renovable y orgánico, pero ser inferior a otros productos de un solo uso, debido a que el conjunto de actividades necesarias para la obtención de estos primeros “mejores” productos termina siendo más intensiva en uso de recursos y energía. Aun con ciertos retractores, la filosofía de “Residuo Cero” ha sido adoptada por empresas y gobiernos de diversas partes del mundo. Grandes multinacionales como General Motors, Subaru o Toyota han incorporado el objetivo de “Residuo Cero” a su agenda, comprometiéndose a liberar de vertederos buena parte de sus plantas de producción, y reutilizar o reciclar los materiales sobrantes. Ciudades como Canberra, Vancouver, San Francisco, Austin, y otras localizadas en Japón, Italia y Brasil, han incluido en su legislación el objetivo de “Residuo Cero”, aunque es crucial el cambio de mentalidad en la sociedad, para presionar a gobiernos y empresas a innovar en los procesos productivos y la gestión de residuos. m e m o r i a 20 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 2.4. Ecodiseño y sus beneficios El ecodiseño se define como el diseño orientado a la mejora ambiental de un producto o servicio, en todas las etapas de su ciclo de vida: concepción, producción, transporte y reciclaje (fig. 9). Fig. 9. Isotipo internacional del reciclaje Su aplicación comienza en la concepción inicial y diseño de un bien o servicio, buscando actuar durante todo el ciclo de vida. Los objetivos del ecodiseño se logran mediante varias vías, siendo las principales: Empleo de menos material, optimizando su cantidad y la energía requerida para la producción, reduciendo el consumo de recursos y reduciendo las emisiones. Diseñar teniendo en cuenta el proceso de reciclaje, agilizándolo con elementos sencillos de desmontar y empleando materiales fáciles de identificar, reutilizar y reciclar. Utilizando materiales biodegradables, a ser posible realizando todo el producto en el menor número de materiales posible. Diseñar los objetos para durar, buscando formas y materiales que prolonguen su vida útil al máximo, para minimizar los residuos y el consumo innecesario de recursos naturales. Buscar la multifuncionalidad de los productos, para que así puedan cumplir el máximo de funciones posible. La reducción de emisiones, facilitando el transporte mediante el correcto control del peso y las dimensiones de los productos. Apostar por la innovación tecnológica, para que mejore la eficiencia y sostenibilidad de los productos y su producción. Enviar un mensaje con el producto, intentando concienciar y demostrar que el ecodiseño aporta soluciones prácticas, competitivas y respetuosas con el medioambiente. Como beneficios del ecodiseño, destacan: Mayor calidad de los productos, siendo más versátiles y fabricados con materiales más duraderos. Más sostenibilidad en las industrias, donde las empresas ganan en innovación y refuerzan su compromiso con el medioambiente. m e m o r i a 21 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid Producción más eficiente, lo que favorece el ahorro de energía, recursos naturales y materias primas. Mayor felicidad en los consumidores, ya que se satisface la demanda con productos más atractivos. Reducción de emisiones, gracias a que se reduce el consumo en el transporte, y por lo tanto, las emisiones de dióxido de carbono. Diferenciación en el mercado, debido a que los productos sostenibles adquieren un valor añadido que los diferencia de los de la competencia. En materia de ecodiseño y eco-innovación, la Unión Europea creó en 2011 su Plan de Acción sobre Innovación (EcoAP) para impulsar la eco-innovación y las tecnologías verdes, descritas como clave para el futuro de Europa. Dentro de EcoAP, se describen siete acciones fundamentales, que son la base de este plan: • Acción 1: Política y regulación. • Acción 2: Proyectos de demostración y asociaciones. • Acción 3: Normas y objetivos de rendimiento. • Acción 4: Financiación y apoyo a pymes. • Acción 5: Cooperación internacional. • Acción 6: Nuevas competencias y nuevos empleos. • Acción 7: Asociaciones europeas de innovación. En materia de normativas, tras la cumbre de Río de Janeiro de las Naciones Unidas en 1992, la Organización Internacional de Normalización (ISO) creó en 1996 la serie de normas ISO 14000, relativas a aspectos sobre medioambiente, productos y organizaciones. La serie ISO 14000 está compuesta por 23 normas, agrupadas en 5 principales grupos, orientadas a diversos aspectos: • Sistemas de gestión ambiental (SGA): Normas ISO 14001, ISO 14004, ISO 14006 e ISO 14011. • Etiquetas ecológicas y Declaraciones ambientales de producto: Normas ISO 14020, ISO 14021, ISO 14024 e ISO 14025. • Huellas ambientales: Normas ISO 14046, ISO 14064-1, ISO 14064-2, ISO 14064-3 e ISO 14065. • Análisis de ciclo de vida: Normas ISO 14040, ISO 14044, ISO/TR 14047, ISO/TS 14048 e ISO/TR 14049. • Horizontales: Normas ISO 14031, ISO/TR 14032, ISO 14050, ISO/TR 14062 e ISO 14063. m e m o r i a 22 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 2.5. Reduciendo la huella de carbono La huella de carbono es un indicador ambiental que refleja la cantidad de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), tanto directas como indirectas, medidas en masa de dióxido de carbono equivalente, fruto de cualquier tipo de actividad humana. Su función principal es la detección y reducción de las emisiones en las áreas más problemáticas (fig. 10). Fig. 10. Emisiones graves de gases de efecto invernadero Este tipo de impacto se mide mediante un inventario de emisiones de gases de efecto invernadero o un análisis de ciclo de vida (ACV), siguiendo normativas internacionales como las normas ISO 14000. Dentro de las emisiones realizadas por una organización, registradas de manera anual, se pueden diferenciar cuatro tipos: • Emisiones de alcance 1 o emisiones directas: Producidas por el uso de combustibles, fugas y procesos productivos de la industria. • Emisiones de alcance 2 o emisiones indirectas por energía: Emisiones provocadas por la producción de la energía que requiere la organización. • Emisiones de alcance 3 o emisiones indirectas: Provocadas durante la producción y uso de los bienes y servicios que emplea la organización. • Remociones o absorciones de dióxido de carbono: Aquellas que son exclusivamente fruto de la actividad de la organización. m e m o r i a 23 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid Todos los datos están referidos al “Año Base” o primer registro anual que realiza la organización, indicándose el aumento o disminución respecto a dicho año. En España, existe desde el 2014 el Registro de Huella de Carbono, voluntario y gratuito, orientado principalmente a las pymes, y que les permite obtener un Sello Oficial de la Oficina Española de Cambio Climático (OECC). Este sello se puede obtener a partir del segundo año de registro, siempre que se haya presentado un plan de reducción de emisiones. También existen otros medidores de huella de carbono, como son: • La huella de carbono personal: Permite a cualquier individuo calcular de manera aproximada las emisiones de gases de efecto invernadero provocadas por cada acción que tome. • La huella de carbono de un producto: Evalúa las emisiones derivadas de todo el proceso productivo de un bien o servicio, siendo muy valorada en países productores y exportadores, especialmente en Europa y Japón. • La huella de carbono de eventos: Evalúa el impacto de todos los factores relativos a un evento, como son el transporte, los materiales empleados, la cantidad y procedencia de energía consumida, los desechos generados y la cantidad de gente que participó. m e m o r i a 24 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 3. EL PROBLEMA DE LOS PLÁSTICOS 3.1. ¿Qué son los plásticos? El término “plástico” se emplea para referirse a un amplio número de materiales (fig. 11), tanto sintéticos como semisintéticos, que comparten las mismas propiedades generales. Los plásticos están compuestos por polímeros orgánicos, normalmente derivados del petróleo, que forman amplias cadenas moleculares difíciles de romper, que aportan a estos materiales sus capacidades plásticas, y por lo tanto permiten fundirlo, prensarlo o extruirlo para obtener todo tipo de formas. Fig. 11. Variedad de materiales plásticos Las primeras muestras del empleo de materiales plásticos por el ser humano datan del siglo XVI a.C., cuando las antiguas culturas mesoamericanas extraían látex de diversas plantas, y ya comenzaron a producir caucho de látex mediante primitivos procesos de vulcanización, empleando tanto el caucho sólido como el látex líquido en multitud de funciones. Muchos siglos después, en 1839, Charles Goodyear desarrolló el actual proceso de vulcanización del caucho, mejorando sus propiedades, y dando inicio al uso comercial de los polímeros termoestables. Durante el siglo XIX, varios polímeros de origen natural comenzaron a sintetizarse gracias a estudios químicos, como son la nitrocelulosa, la galatita y el policloruro de vinilo. En 1907 comienza la historia de los plásticos completamente sintéticos, con la aparición de la baquelita y el proceso de moldeo plástico que potenció su comercialización. Más adelante, en la década de 1920, surgieron los primeros termoplásticos y las primeras resinas adhesivas. A lo largo del siglo XX, gracias a los continuos avances tecnológicos, más polímeros se fueron sintetizando, hasta alcanzar la amplia gama existente hoy en día, presente en instrumentos y utensilios destinados a cualquier aplicación. m e m o r i a 25 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid Existe una enorme variedad de plásticos, que se pueden clasificar atendiendo a diversos criterios, como son: • Plásticos según su monómero base: Plásticos naturales y plásticos sintéticos. • Plásticos según su comportamiento frente al calor: Plásticos termoplásticos y plásticos termoestables. • Plásticos según la relación de síntesis: Polímeros de adición, polímeros de condensación y polímeros formados por etapas. • Plásticos según su estructura molecular: Plásticos amorfos, plásticos semicristalinos, plásticos cristalizables y plásticos de ingeniería. De acuerdo con Plastics Europe 6 , conglomerado empresarial de fabricantes de plásticos europeos, la totalidad de los plásticos se puede dividir en doce grupos, los cuales son: Bioplásticos. Proceden total o parcialmente de recursos biológicos renovables. Plásticos biodegradables. En determinadas condiciones pueden ser consumidos por microorganismos que los degradan y transforman en agua, gases y biomasa. Dentro de los plásticos biodegradables, se incluyen los bioplásticos y algunos derivados del petróleo, a los que se añade aditivos para permitir hasta un cierto punto su biodegradación. Plásticos técnicos. Ofrecen un rendimiento superior a los plásticos convencionales en muchas aplicaciones, siendo modificados específicamente para adaptarse a la función que deben cumplir. Resinas epoxi. Son uno de los grupos plásticos más empleados en el sector industrial, como aislante, como revestimiento y como componente de pinturas protectoras. Son muy versátiles, ya que su estado físico varía desde un líquido poco viscoso a un sólido con alta temperatura de fusión. Poliestireno expandido. Ha sido uno de los plásticos comunes más utilizados durante décadas en multitud de aplicaciones, gracias a su amplio abanico de propiedades. Fluoropolímeros. Son un grupo de plásticos de muy alto rendimiento. Uno de los plásticos más conocidos de este grupo es el politetrafluoroetileno, mejor conocido con su nombre comercial “teflón”, uno de los plásticos más versátiles y valiosos que se ha inventado, empleado en sectores tan dispares y exigentes como el aeroespacial, las comunicaciones, la medicina, la electrónica o la construcción. Poliolefinas. A este grupo pertenecen los plásticos más producidos en el mundo, los cuáles son empleados en sectores como alimentación y consumo. Esta familia está compuesta por el polietileno de baja densidad, el polietileno de alta densidad y el 6 PLASTICS EUROPE. Tipos de plásticos. [Consulta: 10 septiembre 2020]. Disponible en: https://www.plasticseurope.org/es/about-plastics/what-are-plastics/large-family m e m o r i a 32 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 Europea. A lo largo del siglo XXI se han descubierto otras cuatro grandes manchas de basura, localizadas en los giros del Atlántico Norte y Sur, el Pacífico Sur y el océano Índico, pero este problema no se reduce exclusivamente a los grandes océanos. El mar Mediterráneo también sufre esta catástrofe contemporánea, ya que la mayor densidad de microplásticos conocida se encuentra en aguas de la cuenca mediterránea, donde el plástico supone un 95% del total de los residuos 10 . Estas manchas son indetectables por los radares, y se componen principalmente de zonas con alta densidad de microplásticos y otros pequeños objetos. Su presencia no es fácilmente perceptible a simple vista, y mucho menos desde satélites, pero cuando se analiza el agua en estas zonas del océano, la concentración de microplásticos supera incluso en siete veces a la concentración de zooplancton. Los principales contaminantes oceánicos son países asiáticos, de entre los cuales China, Indonesia, Filipinas, Tailandia y Vietnam vierten más residuos plásticos que el resto de países juntos. El 95% de los plásticos que llegan a los océanos proceden únicamente de diez ríos asiáticos y africanos, aunque la contaminación no es culpa exclusiva de estos países, ya que son las fábricas del mundo, donde muchas empresas extranjeras edifican sus industrias, extraen los recursos y vierten sus desechos (fig. 16). Fig. 16. Familia recoge restos de plástico, Bangladés Otro de los problemas asociados a los plásticos es su contribución al cambio climático mediante la emisión de gases de efecto invernadero. Aunque en los últimos años, a raíz de la implantación de leyes y la concienciación social sobre los peligros 10 CRESPO GARAY, C. (2019). “El plástico supone el 95% de los residuos del Mar Mediterráneo” en National Geographic. Ciencia [en línea]. National Geographic. [Consulta: 6 octubre 2020]. Disponible en: https://www.nationalgeographic.es/medio-ambiente/2019/05/el-plastico- supone-el-95-de-los-residuos-del-mar-mediterraneo m e m o r i a 33 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid del cambio climático, cada vez se busquen mejores fuentes de materias primas para la fabricación de estos polímeros, es una realidad que gran parte de la producción mundial de plásticos tiene su origen en minerales fósiles, especialmente el petróleo y el gas natural. Si bien el uso de estos recursos naturales para la fabricación de polímeros evita que se empleen como combustibles, ahorrando su consiguiente emisión de gases contaminantes, su utilización como materia prima plantea otros inconvenientes como los vertidos accidentales de crudo en mares y costas fruto de su extracción y transporte. Adicionalmente, el reciclaje de plásticos es una actividad poco practicada, bien por su baja rentabilidad económica o por la imposibilidad de reciclar ciertas variedades poliméricas por su estructura o aditivos, por lo que se tiende a la eliminación de los residuos mediante incineración, liberando más gases de efecto invernadero y algunas otras sustancias tóxicas o contaminantes perjudiciales para la salud. 3.1.2. El sobreenvasado De acuerdo con encuestas y estudios realizados por Greenpeace 11 , cuatro de los ocho mayores supermercados y grandes superficies de España suspenden en cuanto a su acción y compromiso por combatir el uso de plásticos. El “sobreenvasado” o envasado excesivo en plásticos de ciertos alimentos, como frutas o verduras (fig. 17), es una práctica bastante común en la mayoría de estas cadenas, y supone cada año una importante cantidad de residuos plásticos completamente innecesarios y evitables. Otro de los problemas encontrados en los supermercados es el uso del plástico en envases desechables para alimentos secos, donde se podrían emplear otros materiales que protejan dichos productos del exterior, pero que a su vez sean reciclables o biodegradables. Otras vías a través de las cuales los supermercados contribuyen a aumentar la contaminación plástica son la venta de bolsas de plástico no reutilizables, la reducción de ventas en carnicería y pescadería a favor del incremento de carne y pescado en envases desechables, y la venta de utensilios como vasos, platos, cubiertos y pajitas de plástico, objetos de un solo uso que suelen terminar en vertederos y mares. 11 GREENPEACE (2019). “Supermercados, eliminad vuestro maldito plástico” [en línea]. Madrid: Greenpeace. [Consulta: 14 octubre 2020]. Disponible en: https://es.greenpeace.org/es/wpcontent/uploads/sites/3/2019/12/supermercados.pdf m e m o r i a 34 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 Fig. 17. Sobreenvasado de frutas en un supermercado 3.2. Búsqueda de soluciones El auge del plástico como material de masas comenzó a mediados del siglo XX, siglo en el cual la Humanidad experimentó la mayor explosión demográfica de su historia. La necesidad de alimentar a una población en crecimiento y la búsqueda de envases baratos y de fabricación rápida favoreció el crecimiento de la industria de los plásticos y el nacimiento de la cultura de “usar y tirar”, convirtiendo a los envases plásticos en un problema mundial en menos de 70 años. Si bien el plástico es un material muy problemático para el medioambiente, posee propiedades difíciles de igualar o superar manteniendo un coste similar, y aún no tiene muy buenos sustitutos para envasar líquidos, alimentos grasos o con mucha humedad. La mejor alternativa para combatir esta crisis de exceso de envases en el medioambiente, según múltiples organizaciones ecologistas, es romper con la cultura de usar y tirar, y apostar seriamente por la venta de productos a granel cuando sea posible. En caso de emplear envases de un solo uso, el cartón es una alternativa más sostenible que el plástico, ya que procede de una fuente renovable como son los árboles, su porcentaje de reciclado es muy superior y, en caso de terminar en el medio ambiente, su duración aproximada oscila entre 1 y 2 años, en comparación con los cientos de años que puede durar el plástico. Otra alternativa al plástico convencional reside en los llamados “bioplásticos”, los cuales están formados por polímeros de origen orgánico, ya sea parcialmente o en su totalidad. Este tipo de nuevos plásticos surgieron como una versión más natural y biodegradable, pero m e m o r i a 35 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid según Greenpeace 12 , representan únicamente el 1% del total de plásticos en el mundo y su cualidad de biodegradables es bastante cuestionable. 3.2.1. Cartón y papel: la celulosa y sus derivados El papel es un material elaborado casi en su totalidad de fibras de procedencia vegetal, siendo la más común la celulosa (fig. 18), procedente de diversas especies de árboles. Fig. 18. Celulosa de periódico reciclado Sus orígenes se remontan a la China del siglo II a.C., donde Cai Lun, eunuco de la corte imperial, comenzó a investigar su fabricación mediante diversos materiales, como tela, seda, paja, cáñamo y algodón. Varios siglos después, el secreto de su fabricación llegó a Japón y a Oriente Medio, siendo los árabes quienes introdujeron la fabricación de papel en Europa a través de España, ubicándose en Játiva la primera fábrica de papel europea. Las materias primas empleadas a comienzos de la fabricación del papel en Europa eran el algodón y los trapos de lino, los cuales no encontrarían sustituto hasta mediados del siglo XIX, cuando se estableció la madera triturada como la principal fuente de pulpa para la fabricación de papel. Actualmente se ha perfeccionado el método de fabricación, mejorando notablemente la capacidad de reciclaje, y pudiendo sustituirse el papel por otros materiales sintéticos. Existen multitud de tipos de papel, cada uno producido y destinado a cumplir unas funciones determinadas, y entre los que destacan: 12 GREENPEACE. Greenpeace denuncia las falsas alternativas al plástico que ofrecen marcas y supermercados. [Consulta: 9 octubre 2020]. Disponible en: https://es.greenpeace.org/es/salade-prensa/comunicados/greenpeace-denuncia-las-falsas-alternativas-al-plastico-que- ofrecen-marcas-y-supermercados/ m e m o r i a 36 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 Papel cristal. Se trata de un papel de aspecto translúcido, liso y resistente a las grasas. Se emplea en empaquetados de lujo para perfumería, farmacia y confitería. Papel de estraza. Es también conocido como papel Kraft o papel madera, se fabrica principalmente a partir de fibra virgen. Se trata de un papel muy resistente, empleado en envolturas y embalajes para industrias alimentarias. Papel libre de ácido. En este grupo se incluye cualquier papel libre de ácidos en su fabricación, con el objetivo de conseguir un papel duradero en el tiempo. Es utilizado en documentos de alto valor histórico y cultural para garantizar su persistencia en el tiempo. Papel de liar. De muy poco gramaje, tiene un extremo engomado para facilitar el proceso de liar cigarrillos. Se emplea también para tarar máquinas herramienta debido a su finura. Papel liner. De gramaje ligero o medio, se puede producir con fibras vírgenes o con fibras recicladas. Se emplea en la fabricación de cartón ondulado. Papel cartón o papel multicapa. Se fabrica mediante la combinación de varias capas d papel de distinta o igual composición, que se adhieren únicamente por compresión. Papel vegetal. También conocido como papel pergamino, se trata con ácido sulfúrico para cerrar los poros, haciéndolo impermeable, antiadherente y resistente a temperaturas de un horno doméstico. Es muy empleado en la industria alimentaria. Papel higiénico. Se trata de un papel fino comúnmente compuesto de dos capas, en formato de rollo o en láminas sueltas, especialmente diseñado para disolverse en contacto con el agua para así no atascar las tuberías ni los pozos sépticos. Papel similsulfurizado. Producido sin pasta mecánica, únicamente con procedimientos químicos, es muy resistente a la penetración de grasas y de gases, pero sumergido en agua termina perdiendo su resistencia e integridad. Empleado para envoltorios de materias grasas. Papel sulfurizado. Tiene las mismas propiedades y usos que el papel similsulfurizado, a excepción de que el papel sulfurizado conserva su resistencia sumergido en agua, incluso en ebullición. Papel tisú. De bajo gramaje, suave, flexible y excelente absorbente de líquidos, se emplea en varias capas combinadas debido a su mínimo espesor. Se emplea para fines higiénicos o domésticos, como pañuelos o servilletas, ya que se disuelve en agua fácilmente. Papel permanente. Papel resistente y libre de ácido, fabricado con el propósito de soportar cambios físicos y químicos. Empleado en soportes de gran importancia cultural e histórica, cuya preservación es fundamental. m e m o r i a 37 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid Papel fluting. Expresamente diseñado para ser ondulado y aportar rigidez y amortiguación en la producción de cartón ondulado. Papel de piedra. Se forma por la combinación de carbonato cálcico y resinas no tóxicas, procedentes del reciclaje de desperdicios de construcción y plásticos industriales, y sin el uso de agua ni gases tóxicos. El resultado es un papel resistente a las roturas y al agua. La producción de papel es muy similar para todas las variedades que existen. La base de toda fabricación consiste en obtener fibras, y mediante la adición de otros productos, formar una pasta, que posteriormente se extiende sobre una bayeta, malla o tela para su secado mediante calor y presión. Después se realizan tratamientos como el estucado o el sellado de los poros, y se enrolla en bobinas. El paso final en la fabricación de productos de papel consiste en el rebobinado y corte en los formatos correspondientes, y la confección de otras formas de presentación como sobres, bolsas, sacos, pañuelos o rollos de papel higiénico. Según datos generales facilitados por ASPAPEL 13 , la producción de papel y cartón en España correspondía, en el ejercicio de 2020, a 6,27 millones de toneladas, y la producción de celulosa superior a los 1,65 millones de toneladas. Esta industria contribuye de manera directa e indirecta al 4,5% del PIB nacional 14 . Así mismo, los datos de la producción de papel y cartón de 18 países europeos, en 2019, ascienden a 89,6 millones de toneladas, produciendo además 38,1 millones de toneladas de celulosa. El cartón es un material derivado del papel, ya que se fabrica a partir de este, uniendo capas de papel mediante presión o adhesivos. Los orígenes históricos del cartón como material son inciertos, ya que están muy relacionados con el papel. El primer registro de una caja de cartón data de 1817, en Inglaterra, cuando Sir Malcolm Thornhill comenzó a confeccionar cajas mediante láminas de cartón. A mediados de siglo, el concepto de caja de cartón llegó a Estados Unidos, captando la atención del fabricante de cereales Kellogg’s, quien popularizó la idea, aunque las cajas de la época presentaban notables diferencias respecto a las actuales. En 1884 se inventó en Estados Unidos el cortador-hendedor, una máquina donde se introducía la plancha de cartón y se obtenía la caja con los cortes y hendidos necesarios para su montaje. La revolución en el uso del cartón llegó con la aparición de un primitivo cartón ondulado en 1856, de la mano de dos fabricantes ingleses de sombreros, quienes 13 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE FABRICANTES DE PASTA, PAPEL Y CARTÓN (ASPAPEL). El sector. Datos generales. [Consulta: 11 noviembre 2020]. Disponible en: http://www.aspapel.es/el-sector/datos-generales 14 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE FABRICANTES DE PASTA, PAPEL Y CARTÓN (ASPAPEL). ASPAPEL presenta el Informe Anual del Sector Papelero. [Consulta: 12 noviembre 2020]. Disponible en: http://www.aspapel.es/content/aspapel-presenta-el-informe-anual-del- sector-papelero m e m o r i a 38 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 comenzaron a ondular láminas de papel para aportar más integridad estructural y durabilidad a los sombreros de copa. Este antecesor del cartón ondulado actual empezó a usarse para proteger productos en la década de 1870, cuando Albert L. Jones comenzó a emplearlo para envolver botellas y lámparas, ya que era más efectivo e higiénico que las protecciones textiles o el serrín que se empleaba para amortiguar los golpes. La aparición del cartón ondulado con el aspecto presente en la actualidad tuvo lugar en Estados Unidos en 1871, cuando Oliver Long decidió reforzar la lámina de cartón ondulado añadiendo una lámina de papel extra a cada lado, mejorando la capacidad de absorción de golpes y su rigidez, al evitar que el papel del interior perdiera su ondulación. En 1894 comenzaron a fabricarse cajas empleando este material, aunque tardarían décadas en sustituir progresivamente a las cajas de madera en el mundo del envase y embalaje. El triunfo de estas cajas de cartón ondulado se debe a su ligereza, versatilidad, resistencia y bajo coste que, combinados con la sostenibilidad del material, han hecho de la caja de cartón ondulado el rey del embalaje. Bajo el nombre de cartón conviven una amplia gama de tipos, cada uno de ellos con sus características y usos concretos: Cartón sólido. Conocido también por cartón compacto, se fabrica mediante el prensado de múltiples capas de cartón reciclado. Es rígido y resistente al agua, con una cara revestida lisa y suave que facilita la impresión. Se emplea en encuadernación, juguetería, protecciones como cantoneras para las esquinas, e incluso perchas (fig. 19). Fig. 19. Cartón sólido o compacto m e m o r i a 39 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid Cartón gráfico. Cartón delgado que se emplea como cobertura en otros tipos de cartones más gruesos, como puede ser el cartón pluma, que cuenta con una espuma ligera en su interior. Suele tener acabados visualmente atractivos como el estucado, y permite buena impresión sobre él. Cartón gris. También conocido como cartón piedra, se trata de un cartón de apariencia grisácea, compacto y de elevada dureza, debido especialmente al yeso que se le añade en su fabricación. Cartón couché. Se trata de un cartón de pequeño espesor y diversos colores, ya que los papeles de las capas más externas están coloreados. Se emplea en temas decorativos, tarjetas y cajas. Cartoncillo. Es un cartón muy común en envases pequeños o de diseños complejos, ya que su flexibilidad y su pequeño espesor permiten plegarlo con más facilidad que el cartón ondulado. Cartón ondulado. El cartón más empleado para uso industrial, debido a sus excelentes cualidades para el embalaje. Su característica más especial es el ondulado de la lámina intermedia de papel o “médium”, y que aporta rigidez al cartón manteniendo su capacidad de plegado, lo hace ligero y amortigua los impactos. Según el número de capas que conformen la plancha de cartón, se pueden diferenciar de onda simple, doble onda, triple onda, cuádruple onda y sucesivos, siendo menos comunes cuanto mayor sea el número de ondas que los conforman. Cartón nido de abeja. Similar al cartón ondulado, está conformado por dos capas exteriores o “liners”, y por una estructura interior en forma de panal de abeja, lo que permite obtener planchas de gran espesor (fig. 20) y poco peso, siendo el mejor cartón en relación peso/resistencia. La estructura de panal de abeja impide que láminas de gran tamaño de este cartón se comben, una ventaja que no posee el cartón ondulado. Fig. 20. Cartón nido de abeja m e m o r i a 40 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 Cartón alveolar. Combina las mejores características del cartón ondulado y el cartón nido de abeja. Se constituye de dos láminas exteriores o liners y un interior formado por láminas de papel ondulado perpendiculares a los liners. Esto permite al cartón alveolar conseguir pliegues curvos mediante cortes en cuña (fig. 21), de la misma manera que se realizan con el cartón pluma. Otra de las ventajas de este tipo de cartón es el grosor que se puede alcanzar en las planchas, muy superior al ondulado y a la par con el nido de abeja. Fig. 21. Cartón alveolar El proceso de fabricación del cartón es relativamente barato, algo que se refleja en el coste unitario de cualquier producto de este material. Como materia prima para la fabricación del cartón se emplea el papel, ya sea de fibras vírgenes o recicladas. El procedimiento general consiste en unir capas de papel, obteniéndose de esta manera cartón, más grueso y resistente que el papel por separado. En función del tipo de cartón a fabricar, su procedimiento tiene variaciones: Cartones macizos. Este cartón se forma uniendo las capas de papel cuando aún tienen un elevado porcentaje de agua, pues gracias a esta humedad y a la presión con la que se compactan las capas de papel, se logra la unión entre las fibras de celulosa de las diversas capas sin necesidad de adhesivos. Si se trata de cartón con un acabado superficial determinado, como puede ser estucado o coloreado, la capa exterior de papel suele llevar dicho acabado, confiriendo su apariencia a toda la lámina de cartón. Es el método que se emplea para el cartón sólido, el cartón gráfico, el cartón gris, el cartón couché y el cartoncillo. m e m o r i a 41 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid Cartones huecos. Como su nombre indica, son cartones que tienen gran presencia de aire en su interior, lo que los hace mejores aislantes y más ligeros. Su fabricación requiere adhesivos, pues es necesario pegar los liners o capas planas con el médium o capa intermedia de relleno. Dentro de este método de fabricación se encuentran el cartón nido de abeja, el cartón alveolar y el cartón ondulado, siendo este último el más común gracias a su uso en el transporte de mercancías. Tomando como ejemplo el cartón ondulado, su proceso de fabricación comienza en una máquina de grandes dimensiones llamada onduladora, donde se introducen las bobinas de papel que conformarán cada capa del cartón, es decir los liners y el médium. Mediante rodillos, la onduladora extrae el papel de las bobinas, aplica vapor para humedecer el papel del médium, también conocido como “tripa”, y lo introduce en unos rodillos dentados que mediante presión ondulan el papel. A continuación, lámina de papel ondulado pasa por unos rodillos que depositan adhesivo de almidón en las crestas de las ondas, y posteriormente se junta la lámina ondulada con una lámina plana que conformará una de las caras exteriores del cartón. Poco después, se encola la lámina ondulada por su otra cara, y se une a la próxima lámina plana, aplicando presión y calor para solidificar el adhesivo y unir definitivamente las capas. Durante este proceso, es importante controlar la tensión de la lámina constante de cartón, así como la humedad de los papeles, para evitar que se arquee. Finalmente, la onduladora cuenta con una sección de cuchillas y hendedores circulares que cortan la lámina continua de papel en planchas y realizan, en caso de ser necesarios, los hendidos para plegar la plancha con facilidad, y por último apilan las planchas para transportarlas a otras máquinas. Según datos de AFCO 15 , la Asociación de Fabricantes de Cartón Ondulado de España, a fecha de 2019 se produjeron en España 5520 millones de m2 de cartón ondulado, situándola como tercera potencia cartonera europea, por detrás de Alemania e Italia. La industria, a través de 71 empresas y 89 fábricas, proporciona un total de 23700 puestos de trabajo y una facturación anual que ronda los 5370 millones de euros. Así mismo, los 18 países que conforman FEFCO 16 , la Federación Europea de Fabricantes de Cartón Ondulado, produjeron 48 millardos de m2 de cartón ondulado en 2019 (una superficie mayor que la de Suiza o Países Bajos), de los cuáles, el 40% se destinó a la fabricación de packaging orientado a productos alimenticios. En estos 18 países, se estima que la industria da trabajo a unas 100000 personas en 400 empresas. 15 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE FABRICANTES DE ENVASES Y EMBALAJES DE CARTÓN ONDULADO (AFCO). España se consolida como la tercera potencia europea en fabricación de cartón. [Consulta: 11 noviembre 2020]. Disponible en: https://afco.es/publicaciones/espana-se- consolida-como-la-tercera-potencia-europea-en-fabricacion-de-carton/ 16 FEDERACIÓN EUROPEA DE FABRICANTES DE CARTÓN ONDULADO (FEFCO) (2020). “Annual Statistics 2019 (Estadísticas anuales 2019)” en FEFCO [en línea]. FEFCO. [Consulta: 11 noviembre 2020]. Disponible en: https://www.fefco.org/about-fefco/industry-statistics-home m e m o r i a 48 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 Fig. 33. Vasos de Tritan Fig. 34. Dispensadores de Tritan Tote bags. Popularizadas como complemento de moda hace 60 años, estas grandes bolsas, comúnmente de tela, son utilizadas en muchos ámbitos (fig. 35 y fig. 36), ya sea para ir a trabajar a diario o ir puntualmente a la playa en vacaciones. Su variedad de estilos y estampados, y su comodidad, son responsables de su éxito, y las han convertido en un excelente aliado del movimiento “Residuo Cero” como bolsas reutilizables para hacer la compra. La otra cara de la moneda, expuesta en varios estudios, es la huella de carbono que presentan estas bolsas de tela, mucho mayor que la huella de las bolsas de plástico de un solo uso. Para que una bolsa de tela de algodón o de lino tenga un menor impacto que una de plástico de usar y tirar, debería reutilizarse entre 100 y 300 veces, y más de 7000 veces para neutralizar el impacto medioambiental de fabricación de la propia bolsa de tela, una cantidad de usos que rara vez se consiguen. Si bien estas bolsas presentan un mayor impacto a través de su huella de carbono, la labor que desempeñan como un bien reutilizable que lucha contra la extrema producción y uso de bolsas plásticas es muy importante. Fig. 35 y fig. 36. Tote bags de algodón m e m o r i a 49 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid Tarros y envases de vidrio. Otro material muy relacionado con el comercio a granel es el vidrio, conformando botellas, tarros, tuppers y otros envases (fig. 37). Es un material excelente por sus características, que se adaptan muy bien a la filosofía del comercio a granel. Su transparencia permite ver el contenido del recipiente, su composición química es inerte y no altera las propiedades de los alimentos ni libera sustancias tóxicas, no permite el intercambio de gases ni líquidos y se puede lavar después de cada uso para utilizarlo indefinidamente. Además, junto a los envases metálicos, los envases de vidrio son infinitamente reciclables, siempre y cuando se separen según su color, pues no se puede obtener vidrio transparente a partir de vidrio verde o de vidrio ámbar, debido a que los elementos que se añaden a los vidrios coloreados para aportar alguna característica especial se fusionan en la fabricación y no se pueden extraer. Con todas estas cualidades, los envases de vidrio son la opción más útil para la compra a granel, siempre y cuando se manejen con cuidado para evitar que se rompan, y en caso de rotura, se separen en función de su color y se desechen al contenedor correspondiente, para poder reciclarlos y dotarlos de una nueva vida útil. Fig. 37. Variedad de recipientes de vidrio Souji. En la búsqueda de dos emprendedores españoles por darle un segundo uso al aceite vegetal usado tras cocinar, surgió la idea de crear un jabón que utilice este aceite como uno de sus ingredientes. El producto consiste en una mezcla líquida de componentes minerales y vegetales que, junto al aceite usado, da como resultado un jabón de textura cremosa (fig. 38). Se trata de una solución sostenible al problema de la gestión de los residuos de aceite ya que, tras la reacción de saponificación, el aceite indisoluble se transforma en jabón disoluble sin necesidad de sosa cáustica ni aporte de energía en forma de calor. Además de darle un uso al aceite residual, Souji es un producto que se vende al peso en tiendas a granel, donde el cliente puede rellenar el envase que traiga, o adquirir m e m o r i a 50 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 una garrafa reutilizable con carcasa de cartón (fig. 39) diseñada para la compra, mezcla y uso del producto. Web: https://souji.es/ Año: 2017 País: España Fig. 38. Apariencia de Souji Fig. 39. Envases de Souji Unpackaged. Fundada en 2006 siguiendo los preceptos del “Zero Waste Movement”, esta empresa londinense comenzó como un puesto de venta ambulante en los mercados de Londres. Un año más tarde, abrió su tienda de venta a granel, ofreciendo más de 700 productos diferentes, y en la actualidad colaboran con otras empresas asesorando sobre la implantación del modelo de venta a granel, incluso abriendo puestos de venta sin envases (fig. 40) dentro de superficies como Planet Organic (fig. 41), buscando extender el modelo de venta a granel en los supermercados habituales. Web: https://www.beunpackaged.com/ Año: 2006 País: Reino Unido Fig. 40. Puesto de Unpackaged m e m o r i a 51 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid Fig. 41. Local de Planet Organic 4.1.3. Éxitos del cartón Actualmente, el papel, y por lo tanto el cartón, son los únicos materiales de uso masivo que aúnan el mayor número de ventajas posible, destacando su ligereza y precio muy económico, y sobre todo su sostenibilidad, gracias a sus cualidades de reciclable y biodegradable. Estas características, junto a otras, han hecho del cartón el material rey del embalaje desde el siglo XIX, y una apuesta prometedora en proyectos para la sustitución del plástico en multitud de envases desechables, como se demuestra a continuación. Caja de solapas. También conocida como caja americana, caja B1, o caja 0201 en código FEFCO, se trata de la caja de cartón más exitosa, reconocible y abundante. Su éxito se atribuye a su sencillez, pues se obtiene de una única plancha de cartón y puede ser pegada y plegada por máquinas con facilidad; a su resistencia, que permite apilarlas en gran número sin que colapsen; y a su forma prismática rectangular (fig. 42 y fig. 43), que facilita un aprovechamiento de su espacio interior, además de encajar entre sí para un paletizado y transporte lo más eficientes posible. Fig. 42 y fig. 43. Cajas de solapas m e m o r i a 52 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 Agua EnCaja Mejor. Esta empresa española comercializa agua del manantial de Gormaz, en Soria, haciendo uso de envases multimaterial de Elopak (fig. 44 y fig. 45). Estos envases, de la familia del Tetra Brik, emplean el cartón en un 75% de su estructura, aportando rigidez y resistencia. Si bien es cierto que el cartón compone la mayor parte del brik, no es un envase de cartón propiamente dicho, ya que las capas de plástico y aluminio (fig. 46), necesarias para el propósito de mantener líquidos durante largos periodos, complican mucho el reciclaje del envase, del que solo se consigue extraer y reciclar el cartón. Aun así, la importancia de los envases tipo brik en la conservación de productos UHT y en la reducción del volumen de plástico empelado en envasado de líquidos es remarcable, y es primordial la investigación para mejorar el reciclaje de estos envases. Web: https://www.aguaencajamejor.com/ Año: 2017 País: España Fig. 44. y fig. 45. Agua EnCaja Mejor Fig. 46. Composición de los envases de tipo Tetra Brick m e m o r i a 53 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid Green fibre bottle, Carlsberg. Este proyecto aún en desarrollo busca conseguir la primera botella de celulosa para cerveza (fig. 48), abriendo las puertas a la expansión de este material en el sector de las botellas para bebidas (fig. 47). A Carlsberg, que comenzó este camino junto a investigadores de la Universidad Tecnológica de Dinamarca en 2015, se le han unido otros colaboradores, como Coca-Cola, Absolut, L’Oréal y Paboco. Web: https://www.carlsberg.com/en/green-fibre-bottle/ Año: 2015 País: Dinamarca Fig. 47. Green Fibre Bottle junto a otros envases Fig. 48. Green Fibre Bottle y su celulosa de papel The Paper Bottle Company. Referida anteriormente con su acrónimo Paboco, es una compañía fundada por las empresas EcoXpac, BillerudKorsnäs y Alpla, durante la colaboración de las dos primeras en el proyecto de Carlsberg “Green fibre bottle”. Las tres empresas llevaban tiempo investigando las posibilidades que ofrecía el papel para desarrollar botellas funcionales y sostenibles, y decidieron aunar fuerzas para continuar con su proyecto común de crear la primera botella de papel 100% biodegradable y reciclable (fig. 49 y fig. 50). Web: https://www.paboco.com/ Año: 2019 País: Dinamarca Fig. 49. Botellas de papel de Paboco Fig. 50. Evolución del diseño de la botella de Paboco m e m o r i a 54 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 Embalaje protector de botellas. La mejor solución para evitar la rotura de botellas de vidrio en el transporte, pues actúa como separador entre las botellas y la caja, y las botellas entre sí. Es un embalaje fabricado en cartón ondulado que, dependiendo de su diseño, puede albergar una o más botellas en su interior (fig. 51). El principio que emplea para proteger las botellas es el mismo que existe en el envoltorio de burbujas o en el propio cartón ondulado: gracias a las pestañas que sobresalen el embalaje, cada botella se encuentra “flotando” en el interior de la caja durante el transporte, manteniendo en todo momento una separación entre ellas evitando el contacto que, en caso de ser brusco, podría llegar a romperlas. De esta manera se consigue reducir aproximadamente en un 95% la rotura de botellas de vidrio durante el transporte (fig. 52). Fig. 51. Pack de 6 protectores Fig. 52. Botella, protector de botella y caja exterior 4.1.4. Conclusiones y resultados Tras realizar este estudio de mercado y analizar los proyectos expuestos, se concluye que la reutilización, y por ende la apuesta por el comercio a granel, son fundamentales. Estos principios se ven en proyectos de ecodiseño como la bolsapercha H+Bag, que aporta una segunda vida al producto, o ejemplos de envases reutilizables e iniciativas orientadas al comercio a granel, como el Tritan, los tarros y envases de vidrio, el jabón Souji y los locales de Unpackaged. Además de la reutilización, otro de los preceptos del ecodiseño es el uso del mínimo número de materiales posible, a fin de simplificar su futuro reciclaje. Entre los proyectos que siguen esta corriente destacan de nuevo la bolsa-percha H+Bag, la caja de zapatillas para Newton Running y, sobre todo, el envase para bombilla de Green Depot. La simplificación de materiales es un aspecto destacable en la mayoría de proyectos presentes en este estudio. Para contrarrestar las fallas del actual modelo de reciclaje, en ocasiones bastante deficiente, es importante buscar soluciones como los materiales biodegradables, que permitan a la naturaleza eliminar los residuos cuando las personas no se hagan cargo de ello. Proyectos como los envases Naturally Clicquot 1 y 2, o las botellas de The Paper Bottle Company, basan su desarrollo en lograr unos productos m e m o r i a 55 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid biodegradables a la par que funcionales, algo que aporta valor a la imagen de estos productos. El reciclaje es un aspecto muy importante para la sostenibilidad de un producto. Todos los proyectos presentes en este estudio comparten ese rasgo, en especial los que hacen uso de materiales ya reciclados, como la botella 360 Paper Bottle, la caja de zapatillas para Newton Running y el envase Naturally Clicquot 3. El cartón es un material que además de reciclable, es biodegradable, y su presencia es cada vez más demandada por aquellos sectores de la población preocupados por el medioambiente. La mayoría de los productos expuestos en este estudio de mercado hacen uso de este material, conocedores de sus ventajas y el valor añadido que aportan. m e m o r i a 56 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 4.2. Estudio del target: opiniones del consumidor El público principal a quien va dirigido este proyecto es la sociedad en general. No existe un público específico que realice la compra habitualmente, pues esta actividad abarca por igual a ambos sexos y es común en un rango amplio de edades, desde los adolescentes hasta las personas mayores (gráfico 1). Gráfico 1. Edades de los encuestados Para comprender los hábitos a la hora de comprar y elegir productos, se ha realizado una encuesta en la que han participado 212 personas, donde han respondido a preguntas sobre el reciclaje, la compra a granel y las características que priorizan en un envase. A continuación, se expondrá un análisis de la información obtenida, con el objetivo de aplicar los datos al diseño de los envases. 4.2.1. La conciencia del reciclaje “El reciclaje consiste en someter un material usado a un proceso para que se pueda volver a utilizar.” 17 Ante la amenaza demostrada que supone el cambio climático, la reducción, la reutilización y el reciclaje son las mejores herramientas para combatirlo. Si bien la responsabilidad última recae en las empresas de gestión de residuos, cuyas prácticas llevan siendo denunciadas durante años por organismos como Greenpeace, pues los números sobre reciclaje que se presentan no coinciden con la realidad, el primer eslabón de la cadena de reciclaje son las personas. De los 212 encuestados, el 84% considera que recicla habitualmente, tratando como reciclaje a la separación y depositado de los residuos en sus contenedores correspondientes. El 100% de los encuestados dice reutilizar algún tipo de envase o 17 REAL ACADEMIA ESPAÑOLA (RAE). Diccionario de la Lengua Española. Reciclar. [Consulta: 14 enero 2021]. Disponible en: https://dle.rae.es/reciclar m e m o r i a 57 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid bolsa, ya sea con su finalidad original u otra distinta que le permita un nuevo uso, y el 58% admite reutilizar bolsas o envases de papel o cartón. En relación a la imagen que proyectan ciertos materiales, el 89% de los encuestados nombró al plástico como uno de los más contaminantes durante su proceso de fabricación, ascendiendo al 99% los que consideraban a los objetos de plástico como unos de los más perjudiciales si terminan extraviados en la naturaleza. Ante la pregunta de si considera innecesarios los envases y envoltorios de plástico presentes comúnmente en frutas y verduras, las cuales ya tienen su propia protección natural, el 87% de las 212 personas encuestadas opinaba que sí. La gran correlación entre plástico y contaminación se debe a su origen completamente artificial, su masiva producción para emplearse en artículos baratos de usar y tirar, y su alta durabilidad frente a los elementos, lo que provoca una presencia ingente de estos residuos en un medioambiente que necesita siglos para eliminarlos por sí solo. 4.2.2. ¿Compra a granel? La mejor opción para reducir la huella de carbono y el exceso de envases que generan los supermercados es adoptar un modelo de comercio a granel. Sobre esta antigua práctica comercial que comienza a ganar adeptos de nuevo trata el ecuador de la encuesta. Preguntados por el concepto de compraventa a granel, el 97% de los encuestados afirmaban ser conocedores del mismo, mientras que un 3% desconocían de qué se trataba. Tras una definición y varios ejemplos explicativos para quienes no conocían el concepto “a granel”, se preguntó entonces a cada encuestado si compran de esta manera habitualmente, a lo que menos de la mitad (46%) respondió que sí. Sorprendentemente, el 96% de los 212 encuestados afirmaron que comprarían a granel, una diferencia con respecto a la anterior respuesta que puede deberse la falta de opciones de compra a granel en la actualidad. Aquellas personas que compran o desearían comprar a granel, lo harían con frutas, verduras y hortalizas (92%) y con pasta, legumbres, arroz y otros cereales (80%). Así mismo, los detractores de este modelo alegan principalmente que desean comprar productos de marcas determinadas (31%) y que los estándares de higiene son inferiores a los del comercio completamente envasado (35%). Es cierto que la venta a granel de alimentos como carnes, pescados y quesos necesita de la presencia de personal de servicio para los clientes, pero frutas, verduras y alimentos secos son idóneos para el comercio a granel en masa, como ya se demuestra en algunos supermercados con las frutas y verduras, y en pequeños comercios también con los alimentos secos. m e m o r i a 64 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 Fig. 57 y fig. 58. Evolución de la imagen gráfica Fig. 59 y fig. 60. Prueba de diseños alternativos m e m o r i a 65 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid La distribución inicial de la impresión era por caras completas, empleándose como caso excepcional alguna diagonal. En el borde inferior se añadió la inscripción NO SOY BASURA (fig. 61), posteriormente ampliada a NO SOY BASURA REUTILÍZAME , como recordatorio a los usuarios de que, pese a estar utilizando un envase de cartón, no está pensado para ser de un solo uso. Fig. 61. Distribución inicial de la impresión El resultado era muy sobrecargado, así que se decidió imprimir completamente los laterales de las tapas a color sólido, con el diseño en hueco, que coincidiese con el diseño del cuerpo como si se tratase de una sola pieza continua. Además, se extendió el uso de las diagonales como delimitadoras, para crear un equilibrio más armónico entre superficie libre e impresa, y dotar al diseño de una mayor fluidez (fig. 62). Para el color de las tapas, se decidió alternar el uso de blanco y negro, siendo el blanco aplicado al envase grande de cada pareja y el negro al envase pequeño, para una distinción más rápida. Así mismo, se decidió colocar el logotipo del cliente en color negro, ya sea gran superficie o pequeño comercio, en la zona superior de la tapa y/o frontal del cuerpo. m e m o r i a 66 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 Fig. 62. Prueba de variaciones de la impresión final m e m o r i a 67 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid 6. PROPUESTA FINAL El proyecto Soluciones renovables a la contaminación del plástico: una respuesta ingenieril al problema de los envases es el resultado del estudio y la investigación entorno a uno de los mayores problemas medioambientales de la actualidad. 6.1. Descripción del proyecto Este proyecto es una alternativa, desarrollada desde el ecodiseño, a los envases de plástico y la cultura del usar y tirar. Consta de dos líneas de envases de cartón (fig. 63 y fig. 64), destinados a la compra a granel (fig. 65) y diseñados específicamente para alimentos secos, para maximizar su durabilidad. El proyecto está formado por ocho envases en total, que se pueden agrupar según su estructura geométrica, o según su capacidad interior y alimentos hacia los que están destinados. Aunque los envases siguen dos líneas de diseño distintas en cuanto a forma se refiere, mantienen un funcionamiento y decoración exterior comunes, buscando la facilidad y comodidad de uso para los usuarios. Los envases tienen un diseño exterior impreso que varía en función de los alimentos hacia los que está destinado e informa al usuario de los mismos. Para mantener la fidelidad a los principios del ecodiseño, se ha reducido al mínimo el número de materiales que conforman los productos del proyecto, haciendo más fácil su producción y reciclaje. Como material principal en ambas líneas de diseño se emplea el cartón, existiendo diferencias debido a los procesos necesarios para la fabricación de los propios envases, siendo cartón ondulado para los envases rectangulares y cartón sólido para los envases cilíndricos. El otro material es la cuerda textil, que forma el asa presente en todos los envases. En cuanto a dimensiones, existen tres tamaños establecidos: pequeño, mediano y grande. Tomando como tamaño base el mediano, y según el formato de envase, torre o caja, los otros tamaños existentes se agrupan de la siguiente manera: torre mediana o pequeña, y caja mediana o grande. Las dimensiones generales presentan mayor diferencia entre las cajas rectangulares y cilíndricas que entre las torres rectangulares y cilíndricas, pero en ningún caso afectan notablemente a la capacidad interior total. Para dimensionar los envases, se tomó como referencia los paquetes mayoritariamente de plástico a la venta en supermercados, cuyo contenido ya está estandarizado y es indivisible, y se puede considerar como la cantidad estándar que suele comprar una persona de dicho alimento. Todas estas dimensiones, tanto generales como específicas para fabricación, vienen definidas en la sección de Planos. m e m o r i a 68 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 Fig. 63. Línea rectangular Fig. 64. Línea cilíndrica Fig. 65. Alimentos y envases m e m o r i a 69 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid 6.2. Descripción de cada grupo de envases El total de los ocho envases desarrollados en el proyecto se pueden agrupar, como ya se ha descrito en anteriores apartados, según diversos criterios. Uno de ellos es su apariencia geométrica, por la cual existen dos líneas de diseño diferenciadas, pero compuestas por el mismo número de envases y que desempeñan los mismos servicios, siendo estas dos líneas la rectangular y la cilíndrica. Según su apariencia general y los alimentos hacia los que van destinados, los envases se pueden agrupar en torres y cajas. En las torres predomina su dimensión vertical y están diseñados para almacenar pastas, frutos secos, legumbres, cereales y pequeñas frutas y verduras. Las cajas tienen mayores dimensiones y proporcionalmente una menor altura, estando destinadas a frutas y verduras en general, para el transporte y almacenaje de kilos de estos alimentos. El tercer criterio según el cual se pueden dividir los envases es su tamaño. Dependiendo del tipo de envase, existen torres pequeñas y medianas, y cajas medianas y grandes. Atendiendo a estos criterios de agrupación y denominación de envases, se procede a describir cada uno de los ocho diseños realizados. m e m o r i a 70 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 6.2.1. Torre pequeña rectangular (TPR) La TPR (fig. 66) está fabricada en cartón ondulado de aproximadamente 1 mm de espesor. Presenta un separador interior removible (fig. 67) que divide el espacio en dos compartimentos iguales, cuyas dimensiones totales permiten almacenar aproximadamente un kilo de comida, lo que corresponde habitualmente a dos paquetes estándar de pasta o legumbres. Fig. 66. Envases TPR Fig. 67. Separador interior m e m o r i a 71 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid En su exterior lleva impresos dibujos de pastas, frutos secos, legumbres y cereales, así como el lema NO SOY BASURA REUTILÍZAME y la marca del comercio que emplea el envase. El perímetro lateral de la tapa presenta el color negro, indicando que se trata del envase menor del grupo “torres rectangulares”. 6.2.2. Torre mediana rectangular (TMR) La TMR (fig. 68) está fabricada en cartón ondulado de aproximadamente 1 mm de espesor. Presenta un separador interior removible que divide el espacio en dos compartimentos iguales, cuyas dimensiones totales permiten almacenar aproximadamente dos kilos de comida, lo que corresponde habitualmente a dos paquetes estándar de arroz. Fig. 68. Envases TMR En su exterior lleva impresos dibujos de pastas, frutos secos, legumbres y cereales, así como el lema NO SOY BASURA REUTILÍZAME y la marca del comercio que emplea el envase. El perímetro lateral de la tapa presenta el color blanco, indicando que se trata del envase mayor del grupo “torres rectangulares”. m e m o r i a 72 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 6.2.3. Caja mediana rectangular (CMR) La CMR (fig. 69) está fabricada en cartón ondulado de aproximadamente 4 mm de espesor, y es uno de los dos únicos envases cuya estructura les permite plegarse y adoptar una apariencia de plancha plana. Sus dimensiones totales permiten almacenar aproximadamente cuatro kilos de naranjas o patatas. Fig. 69. Envases CMR En su exterior lleva impresos dibujos de frutas, verduras y hortalizas, así como el lema NO SOY BASURA REUTILÍZAME y la marca del comercio que emplea el envase. Sus caras frontal y trasera presentan el color negro, indicando que se trata del envase menor del grupo “cajas rectangulares”. m e m o r i a 73 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid 6.2.4. Caja grande rectangular (CGR) La CGR (fig. 70) está fabricada en cartón ondulado de aproximadamente 4 mm de espesor, y es el segundo de los dos únicos envases cuya estructura les permite plegarse y adoptar una apariencia de plancha plana. Se trata del envase más grande del proyecto, y sus dimensiones totales permiten almacenar dos piñas. Fig. 70. Envases CGR En su exterior lleva impresos dibujos de frutas, verduras y hortalizas, así como el lema NO SOY BASURA REUTILÍZAME y la marca del comercio que emplea el envase. Sus caras frontal y trasera presentan el color blanco, indicando que se trata del envase mayor del grupo “cajas rectangulares”. m e m o r i a 80 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 Fig. 77. Referencias de colores 6.4. Ergonomía Para un adecuado uso de los productos, los mismos se han dimensionado para permitir un cómodo manejo. En el caso de los cuatro envases clasificados como torres, su anchura permite agarrarlos con una mano, como si se tratasen de una botella. Además, las dimensiones generales de los cuatro modelos de torre y la longitud de la cuerda que conforma el asa (fig. 78) hacen posible portar hasta cuatro de estos envases en una sola mano. Fig. 78. Agarre del asa m e m o r i a 81 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid Los cuatro modelos de caja, siendo notablemente más voluminosos que las torres, tienen unas dimensiones que permiten transportarlos cogidos de sus asas sin que entorpezcan el movimiento del portador. Así mismo, por necesidades de diseño en los envases CGR y CMR, se decidió colocar las asas de manera cruzada (fig. 81) o en diagonal (fig. 84). Para asegurar la estabilidad de las cajas con ambas disposiciones de asas, se realizaron dos experimentos con una caja de zapatos de dimensiones similares, dos cordones y 5 kilos de peso, demostrando la estabilidad en ambos casos (fig. 79, fig. 80, fig. 82 y fig. 83). Finalmente, se eligió la disposición de asas en diagonal, que conecta los laterales contiguos de la caja dos a dos, por permitir un agarre notablemente más cómodo. Fig. 79, fig. 80 y fig. 81. Estudio ergonómico con asas cruzadas Fig. 82, fig. 83 y fig. 84. Estudio ergonómico con asas en diagonal Tanto en las cuatro torres como en ambas cajas cilíndricas, el corte de puerta o arco de medio punto en la tapa de cada envase cumple un propósito funcional además de estético, pues es el punto de agarre óptimo (fig. 87) para destapar el envase con una mano y el menor esfuerzo (fig. 85 y fig. 86). m e m o r i a 82 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 Fig. 85 y fig. 86. Apertura de la tapa Fig. 87. Agarre de la tapa m e m o r i a 83 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid 7. FABRICACIÓN En este apartado se especifican los materiales necesarios para el proyecto, así como su proceso de fabricación. 7.1. Materiales El material del que están fabricados cada uno de los ocho envases es el cartón. Dependiendo de la línea de diseño (rectangulares o cilíndricas) y de sus dimensiones y capacidad (torres y cajas), el cartón empleado tiene diferentes características. El cartón está fabricado a partir de papel, y este a su vez de fibras de celulosa. Las fuentes mayoritarias a nivel mundial de celulosa para papel son pinos y eucaliptos, árboles altos, rectos y de crecimiento rápido, lo que facilita su plantación, tala y gestión. Cartón ondulado. Sus propiedades más destacables son su abundancia, ligereza y resistencia en comparación al peso. Además, uno de sus mayores atractivos es su sostenibilidad, al ser reciclable y biodegradable, y provenir de fuentes renovables. El cartón ondulado se puede fabricar con muchos tipos de papeles (fig. 88), en función de su composición y gramaje, y las planchas obtenidas pueden tener un variado número de capas y tipo de ondas (fig. 89). El proceso de fabricación de papeles y cartones, así como sus variedades existentes, se detalla en el apartado 3.2.1. de esta memoria, aunque se abordará la fabricación específica para este proyecto en el apartado 7.3. Fig. 88. Variedad de papeles para cartón ondulado Fig. 89. Distintos tipos de cartón ondulado Para la confección de los envases de la línea rectangular, se emplean dos tipos de cartón ondulado, compuestos por liners o caras exteriores de papel Kraft, y médium o tripa de papel semi-químico. El papel Kraft se fabrica con fibra virgen, lo que le confiere alta resistencia, mientras que el semi-químico se compone de una mezcla de m e m o r i a 84 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 fibra virgen y reciclada y el aditivo de químicos que lo hacen más resistente a la humedad. Los envases TMR y TPR están fabricados con cartón de canal F o mini micro-canal, de espesor comprendido entre 0,75 y 1,25 mm. Los papeles que componen este cartón son dos caras exteriores de Kraft de 170 g/m2, y una tripa de semi-químico de 130 g/m2. Los envases CGR y CMR están fabricados con canal C o de onda mediana (fig. 90), de espesor entre los 3,25 y 4,25 mm. Está compuesto de dos caras exteriores de Kraft de 200 g/m2, y una tripa de semi-químico de 150 g/m2. Fig. 90. Detalle del canal en el envase CGR Cartón sólido. El cartón sólido es un cartón más denso (fig. 91), fabricado mediante el prensado de múltiples capas de papel, ya sea con o sin adhesivos. El empleo de cartón sólido en este proyecto es para la fabricación de los tubos o mandriles de cartón que conformarán cuerpo y tapa de los envases de la línea cilíndrica. El cartón sólido, al igual que el ondulado, se puede fabricar con muchos tipos de papeles, según las exigencias finales del producto. La fabricación de los tubos y planchas se detalla en el apartado 7.3. m e m o r i a 85 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid Fig. 91. Cartón sólido gris Para la fabricación de los envases de la línea cilíndrica, se emplean distintos formatos de cartón sólido, compuesto por papel test o testliner. Este papel es idóneo para el cartón sólido, ya que mayoritariamente es papel reciclado, y al emplearse en un gran número de capas compactas mantiene excelentes estándares de resistencia sin consumir materia prima virgen. Los envases TMC y TPC están fabricados con tubos de cartón de 1 mm de grosor en el cuerpo y 1,5 mm en la tapa, lo que corresponde a unos gramajes de 650 y 950 g/m2 respectivamente. Los discos de cartón sólido que cierran estos envases por arriba y por abajo tienen 2 mm de grosor y un gramaje de 1300 g/m2. Los envases CGC y CMC están fabricados con tubos de cartón de 2 y 3 mm de grosor en el cuerpo y 4 mm en la tapa, lo que corresponde a unos gramajes de 1300, 1950 y 2600 g/m2 respectivamente. Los discos de cartón sólido que cierran estos envases por arriba y por abajo tienen 5 mm de grosor y un gramaje de 3250 g/m2. 7.2. Adquisiciones Además de las piezas de cartón, se necesitan otros elementos ya fabricados para completar el proyecto. Estos elementos son cordones trenzados para las asas y papel impreso para el acabado exterior de los envases cilíndricos. m e m o r i a 86 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 Cordones trenzados de algodón. Fabricados en algodón, al ser un material natural, reciclable y de buen tacto. Sus dimensiones y colores se adaptan a cada envase, siendo de color blanco para envases con impresión de tapa en negro, y de color negro para envases con impresión de tapa en blanco. Para las torres, el cordón tiene 5 mm de diámetro y 45 cm de longitud. Para las cajas, un cordón de 7 mm de diámetro y 60 cm de longitud en caso de las cilíndricas, y dos cordones de 7 mm de diámetro y 65 cm de longitud en caso de las rectangulares. Están rematados por herretes de latón (fig. 92 y fig. 93), que a su vez hacen de tope y evitan que el cordón se salga de los agujeros. Fig. 92 y fig. 93. Cordones trenzados de algodón con herretes metálicos Papel impreso para el acabado exterior. Papel Kraft de 165 g/m2, impreso (fig. 94) y pegado en el cuerpo y la tapa de cada envase cilíndrico, previo al corte del perfil de los mismos. Fig. 94. Papel Kraft impreso m e m o r i a 87 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid 7.3. Proceso de fabricación Debido a la diferencia estructural y material entre los envases de las líneas rectangular y cilíndrica, sus procesos de fabricación son distintos. A continuación, se resumen los procesos de fabricación de ambas variantes, y posteriormente se especifican cada uno de los pasos. Para la fabricación de los envases rectangulares se emplea cartón ondulado. Las planchas de este material se fabrican en la onduladora, empleando el tipo de papeles necesarios para ello (fig. 95). A continuación, las planchas se introducen en la impresora flexográfica, que estampa los diseños color a color. Posteriormente las planchas impresas se envían a la troqueladora, máquina que corta el desarrollo plano del envase. Finalmente se pegan las piezas, se pliega y monta el envase, y se colocan las asas. Fig. 95. Bobinas de papel para fabricación de cartón ondulado Los envases cilíndricos constan de más pasos. Para fabricar los tubos de cartón, se enrollan múltiples tiras de papel impregnadas en adhesivo líquido en torno a un eje rotatorio central. Estos tubos se montan, se pega el papel impreso en el exterior, y se recorta en un torno con láser el perfil característico de los envases de este proyecto. Finalmente, los discos también impresos se pegan en la parte superior e inferior del envase, se montan las piezas, y se colocan las asas. Al ser un proyecto destinado a la producción en serie, se emplean procesos habituales en la industria, y se definen ciertas máquinas modificadas para adaptarse a las especificaciones de estos envases. m e m o r i a 88 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 7.3.1. Fabricación de las planchas de cartón ondulado El cartón ondulado se fabrica en la onduladora, una máquina de grandes dimensiones que se divide en dos partes, conocidas como parte húmeda y parte seca. El proceso comienza en la parte seca, concretamente en el portabobinas (fig. 96), donde los operarios cargan las grandes bobinas de papel para alimentar a la máquina. En esta sección se encuentran también los empalmadores, cuya función es cortar el papel de una bobina, ya sea por cambio de calidad o fin de la bobina, y empalmarlo a una nueva bobina ya cargada, sin interrumpir el flujo de la máquina. En esta sección, la máquina recibe un papel cara o liner y un papel ondulado, tripa o médium. Estos papeles se preacondicionan, el liner recibe calor, mientras que el médium recibe calor y humedad. Fig. 96. Portabobinas de una máquina onduladora A continuación, el papel médium pasa por los rodillos onduladores, unos rodillos metálicos a 190 ºC con el perfil de la onda que se vaya a fabricar, que prensan el papel húmedo creando las características ondas de forma permanente. Este papel ondulado pasa por los rodillos encoladores, que depositan cola en las crestas o puntas de cada onda, punto de contacto con el papel cara. La cola se está compuesta mayoritariamente por almidón, y se prepara en unas cubetas exteriores a la máquina. Esta cola biodegradable y de origen natural se mantiene como un líquido caliente para penetrar entre las fibras del papel y conseguir la máxima adherencia. El liner ya m e m o r i a 89 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid caliente pasa por el rodillo de prensa lisa, que comprime el papel cara con el papel ya ondulado y encolado. A partir de este punto, lo obtenido se conoce como simple-cara, que es un cartón ondulado sin una de sus caras exteriores. El simple-cara pasa entonces a la parte superior de la máquina, conocida como puente almacén, donde se coloca en forma de bucles (fig. 97) y se traslada gracias a una cinta. Al comienzo del puente almacén hay una cámara cubierta con temperatura elevada para terminar de gelatinizar el almidón de la cola y asegurar la unión permanente. El puente almacén sirve para transportar el simple-cara y mantener una reserva en caso de variaciones de velocidad entre el grupo simple-cara (bobinas y rodillos ya descritos) y el doble-cara (bobina y rodillos que forman la segunda cara del cartón). Fig. 97. Cartón simple-cara a su paso por el puente almacén Acto seguido, en el grupo doble cara, la máquina extrae papel de la bobina para la segunda cara o liner exterior. Los rodillos preacondicionadores lo calientan mientras que, en los rodillos de doble encolado, el simple-cara recibe cola en sus otras crestas de la onda, para proceder a la unión en la mesa caliente. La mesa caliente es la última sección de la parte húmeda de la onduladora. En ella, el cartón se seca por completo y todas sus capas se unen de forma permanente. Consta de una superficie plana calentada mediante vapor a temperaturas entre los 120 y 190 ºC, rodillos superiores que aplican cierta presión al flujo de cartón para asegurar el contacto y unión de las capas, y una manta o cinta textil que mantiene la presión a la vez que arrastra el cartón y mantiene los niveles de humedad necesarios. Todos estos parámetros varían en función de la calidad de cartón fabricada, y se controlan y modifican desde la cabina de control de la onduladora, desde donde se vigila el correcto funcionamiento de cada sección. El flujo continuo de cartón pasa entonces a la sección de tracción, donde una segunda manta sintética, accionada mediante rodillos en la parte superior e inferior del cartón, lo arrastran hacia la parte seca de la onduladora. m e m o r i a 96 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 Los otros mecanismos de expulsión que tienen las máquinas empelan aire a presión y vibraciones para liberar los troqueles de cualquier posible resto de cartón. Fig. 103. Detalle de distintas gomas de expulsión Troquelado por troquel plano. Emplea un troquel plano (fig. 104) y un contratroquel (fig. 105) para realizar los cortes, hendidos y expulsión de los recortes. El troquelado se realiza con movimiento vertical, en dirección perpendicular a la plancha de cartón, con el troquel colocado en la parte superior y el contratroquel en la inferior. El troquel y el contratroquel encajan como un puzzle, siendo la última pieza la encargada de que los recortes desechables caigan al embudo de extracción y la plancha recortada continúe su camino en la línea de producción. m e m o r i a 97 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid Fig. 104. Troquel plano y sus componentes Fig. 105. Contratroquel Troquelado por troquel rotativo. Emplea un troquel curvo (fig. 106) acoplado a un cilindro rotativo, y un cilindro de sufridera de caucho, que aplica la presión y facilita el corte. El troquelado se realiza de forma continua, ya que los cilindros están constantemente girando. Los recortes caen al fondo, mientras que la plancha troquelada se propulsa hacia adelante por el movimiento de los cilindros. Fig. 106. Troquel rotativo o cilíndrico m e m o r i a 98 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 Las diferencias entre el troquelado plano y el rotativo son la velocidad, la presión aplicada y las limitaciones. Debido a que los cilindros están continuamente girando, su ritmo de producción suele ser el doble con respecto al troquelado plano, que se basa en un movimiento vertical de vaivén. Además, gracias a la forma curva de los troqueles del segundo método, su contacto con el cartón es tangencial, en una menor superficie, y por lo tanto requiere de una presión significativamente menor para el corte que en el troquelado plano. La troqueladora rotativa presenta menor precisión de corte al funcionar con movimiento circular, pero admite el corte total de embalajes de mayores dimensiones que la troqueladora plana. 7.3.4. Plegado y encolado En ocasiones, los embalajes precisan de adhesivos para unir alguna de sus partes, bien porque emplean múltiples piezas, o bien como mecanismo de cierre permanente. Cuando el modelo de los embalajes es convencional y está estandarizado en la industria, el plegado y encolado se realiza en máquinas automatizadas llamadas plegadora-encoladora. En este proyecto, debido a la construcción inusual de los envases, el plegado y encolado se realiza a mano. La única opción semiautomatizada posible es un plotter encolador, una máquina CNC que distribuye la cola en los puntos marcados por un programa, aunque el plegado se realiza manualmente. 7.3.5. Montaje y colocación de las asas Al igual que con el plegado y encolado, los procesos de montaje y colocación de las asas son realizados manualmente, ya que es la opción más económica. m e m o r i a 99 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid 7.3.6. Fabricación de los tubos de cartón sólido Los tubos de cartón sólido se fabrican a partir de tiras de papel encoladas y enrolladas en torno a un mandril de acero. El proceso comienza con la selección de los papeles que compondrán el cartón del tubo. Según exigencias del cliente, ya sean estéticas, mecánicas o económicas, se puede emplear prácticamente cualquier papel o combinación de papeles. Para la realización de este proyecto, se utiliza papel test o testliner. La bobina de papel se desenrolla y corta en múltiples bandas de menor anchura, normalmente entre 5 y 25 cm, que son bobinadas de nuevo. Estas bobinas más estrechas se colocan paralelas (fig. 107) en la máquina mandriladora para abastecerla de papel en la siguiente operación. Las bobinas se desenrollan y las bandas de papel pasan por unas guías que dirigen el papel hacia la sección de encolado. Fig. 107. Desenrollado de bobinas de papel En la sección de encolado, se aplica cola a cada banda de papel. Existen multitud de formas de aplicar la cola, como por ejemplo rodillos, extrusores, cortinas, cepillos y sprays. Una vez encoladas, las bandas de papel llegan al mandril de acero. El mandril de acero es el eje de la operación. Su diámetro es igual al diámetro interior de los tubos que se fabricarán. Los extremos iniciales de cada banda se anclan o pegan con cinta al mandril de manera oblicua, lo que provoca que el papel entre en el mandril con un ángulo menor de 90º y forme una espiral en torno a este. Dependiendo del ángulo de entrada del papel, la espiral que forma el tubo será más o menos m e m o r i a 100 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 pronunciada. Cuanto menos pronunciada sea, mayor será la resistencia del tubo de cartón. A medida que los papeles se enroscan entorno al mandril, una o más cintas de goma retorcidas helicoidalmente abrazan el tubo de cartón (fig. 108), comprimiendo todas las bandas de papel y asegurando su pegado. Además, las cintas de goma provocan el avance del tubo de cartón en el mandril y su paso a la siguiente herramienta. Fig. 108. Entrada de papel en el mandril y cinta de goma Al final del mandril se encuentra una cuchilla circular, que corta el tubo continuo en secciones manejables, normalmente de la longitud final requerida por el cliente si esta es suficientemente grande. Estos tubos son posteriormente curados o secados en un horno, para endurecerlos completamente. Si se requieren dimensiones más pequeñas, en este punto los tubos pasan por unas nuevas cuchillas circulares regulables, que cortan múltiples secciones del tubo en una sola acción. 7.3.7. Montaje y encolado de los tubos Para componer el cuerpo del envase, es necesario unir concéntricamente dos tubos fabricados y previamente cortados a la longitud requerida. Se aplica una ligera capa de adhesivo en las zonas a unir, y se introduce el tubo interior dentro del exterior con m e m o r i a 101 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid un ligero apriete, enrasando ambos tubos por arriba, ya que el exterior es de mayor longitud para colocar el disco inferior del cuerpo. 7.3.8. Encolado del papel impreso Los papeles exteriores de cuerpo y tapa son de tipo Kraft de 165 g/m2. La impresión se puede realizar por flexografía, serigrafía u offset, métodos ya descritos en la impresión del cartón ondulado. En una etiquetadora rotativa, se encola el reverso del papel impreso y se transfiere al tubo de cartón, girándolo mediante unos cilindros que a su vez se aseguran de pegar adecuadamente el papel impreso. Este proceso se realiza tanto con el cuerpo como con la tapa, encolando a cada parte su respectivo papel. 7.3.9. Corte de los perfiles El siguiente proceso es el corte de los perfiles en la tapa y el cuerpo, y el corte o troquelado de los agujeros para las asas. Para el corte de los perfiles se utiliza un torno con corte CNC. El control numérico es indispensable en esta operación, pues el corte de los perfiles debe realizarse teniendo en cuenta el diseño impreso en los papeles exteriores. El tubo de cartón se coloca en el mandril o eje rotatorio del torno (fig. 109). Es imprescindible que el eje rotatorio ocupe completamente el interior del tubo, para evitar el riesgo de que la herramienta de corte atraviese una cara del tubo y corte a la opuesta. El corte se puede efectuar mediante láser o mediante cuchilla. Fig. 109. Torno de corte de tubos de cartón m e m o r i a 102 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 Corte por láser. El corte por láser de elementos de papel y cartón (fig. 110) es una tecnología relativamente nueva, y recomendable para un trabajo de precisión como este: es más rápido, preciso, y no requiere de afilado o recambio de cuchillas. Fig. 110. Corte láser de cartón Corte por cuchilla. El corte por cuchilla crea un borde limpio (fig. 111), sin posible oscurecimiento por quemadura, aunque es necesaria una cuchilla de pequeñas dimensiones para realizar los cortes curvos adecuadamente. Toda la operación se realiza mediante dos movimientos, uno rotatorio para el tubo y uno lineal para la herramienta cortante. Fig. 111. Plotter de corte CNC mediante cuchilla Los agujeros laterales para las asas se pueden realizar mediante troquelado o corte. El troquelado requiere un pequeño troquel circular del diámetro requerido, 5 o 7 mm m e m o r i a 103 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid según el modelo de envase. El corte recomendado en este caso es el corte por láser exclusivamente, debido al pequeño diámetro de los agujeros, que complican el uso de una cuchilla. 7.3.10. Fabricación de los discos de cartón sólido Los discos superior e inferior, que crean el fondo y la tapa del envase, están fabricados en cartón sólido, con papel test y un recubrimiento exterior de papel Kraft de 165 g/m2. Este tipo de cartón se produce prensando y uniendo múltiples capas de papel, hasta obtener el espesor y resistencia requeridos. Mediante un tren de rodillos prensores, se desenrollan las bobinas de papel, y las múltiples capas se humedecen y se prensan. El contenido de agua ablanda el papel, permitiendo que las fibras de celulosa se entrelacen de manera permanente. En caso de requerir una unión más fuerte y segura, se puede añadir cola u otras sustancias adhesivas entre las capas de papel, aunque no suele ser necesario. Cuando se ha finalizado la unión, se somete al cartón a calor para eliminar el exceso de humedad y cohesionar las fibras. Finalmente, un equipo de cuchillas corta el flujo continuo de cartón en planchas de las dimensiones requeridas. Estas planchas son transportadas mediante una cinta al apilador, donde se agrupan y distribuyen a los siguientes procesos. 7.3.11. Impresión de los discos Los métodos de impresión para cartón sólido son los mismos que se utilizan en el cartón ondulado. Debido a que las planchas destinadas a este proyecto ya cuentan con una capa exterior de papel Kraft, no es necesario encolar un papel adicional, pues la impresión se realiza directamente. Dentro de las opciones más adecuadas para imprimir están la flexografía, la serigrafía y el offset. Como se imprimen múltiples tapas en la misma plancha, la velocidad de impresión no es un problema, aunque en relación calidad-precio los mejores métodos y los más extendidos son la flexografía y el offset. 7.3.12. Troquelado de los discos Una vez impresas, las planchas de cartón se troquelan en forma de discos. Debido a los espesores de plancha requeridos, 2 y 5 mm, es recomendable emplear troquelado plano, especialmente para los discos de 5 mm de espesor. El proceso de troquelado en plano es igual que el descrito anteriormente para el cartón ondulado. La menor velocidad de este proceso en comparación con el troquelado rotativo se ve mitigada por el troquelado en varias poses, o lo que es lo mismo, el troquelado de múltiples unidades en un solo movimiento. Una vez troquelados e impresos, los discos se envían a la encoladora. m e m o r i a 104 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 7.3.13. Montaje y encolado de los discos A diferencia de los envases rectangulares de cartón ondulado, los envases cilíndricos tienen un diseño estandarizado en la industria, por lo que su montaje y encolado está completamente automatizado. Las máquinas de montaje de fondo y tapa realizan en la misma operación el encolado del papel exterior, proceso realizado anteriormente en este proyecto. La única función necesaria es el montaje y encolado de los discos y el plegado del borde de los tubos, acciones que se realizan en torno a un mismo eje. Los tubos que componen el cuerpo del envase se colocan en una matriz cilíndrica que ocupa todo el espacio interior, sirviendo de soporte y evitando que los tubos de cartón se muevan durante la operación. A su vez, otra matriz en el lado opuesto a la matriz de soporte porta el disco con los bordes encolados. A continuación, ambas matrices se acercan, presionando el tubo y el disco para que la cola realice la unión (fig. 112). Finalmente, un brazo con discos giratorios de perfil cóncavo presiona cuidadosamente el borde inferior del tubo, plegándolo hacia el interior (fig. 113) y asegurando la posición del disco inferior de forma permanente. Este mismo proceso se lleva a cabo en la tapa, a excepción del orden seguido. En este caso, primero se realiza el plegado del borde superior del tubo, para formar una superficie sobre la que encolar el disco. Por último, se introduce desde el interior del tubo el disco con bordes encolados, y se presiona para asegurar la unión (fig. 114). Fig. 112, fig. 113 y fig. 114. Montaje de disco y plegado de borde en cuerpo (izq. y centro) y en tapa (dch.) Entonces, el cuerpo y la tapa de los envases son llevados a la zona de montaje final. 7.3.14. Montaje y colocación de las asas La colocación de la cuerda y el montaje de la tapa se realizan manualmente, por ser un proceso más económico. m e m o r i a 105 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid 7.4. Diagramas de procesos A continuación, se muestran los diagramas sinópticos del proceso de fabricación de cada pareja de envases, agrupados según sus características. Como diagramas sinópticos, aparecen solo las operaciones e inspecciones de cada proceso, que permiten visualizarlos con claridad. Diagrama 1, fabricación y montaje de los envases TPR y TMR. Diagrama 2, fabricación y montaje de los envases CMR y CGR. Diagrama 3, fabricación y montaje de los envases TPC y TMC. Diagrama 4, fabricación y montaje de los envases CMC y CGC. m e m o r i a 112 Soluciones renovables a la contaminación del plástico | TFG 2020-2021 10. CONTINUIDAD DEL PROYECTO Como posibles líneas futuras del proyecto, se puede mejorar y ampliar la gama de envases ofertados. La mejora de los envases actuales implicaría la modificación de dimensiones de los envases actuales, tras obtener datos del uso de los envases diseñados en este proyecto. En cuanto a ampliación de envases ofertados, se dirigirían nuevas líneas destinadas a alimentos grasos o con mayor humedad, como quesos, carnes, pastelería y ciertas comidas preparadas. Estos nuevos envases necesitarían tratamientos sobre el cartón para garantizar la seguridad de su uso, siempre manteniendo la reciclabilidad total de sus componentes. Otro aspecto a tratar en la ampliación y diversificación de los envases sería la inclusión de tamaños que complementen los envases ya existentes, y una mayor personalización de su diseño, adaptándolo a la imagen de marca del cliente. m e m o r i a 113 Vicente Gutiérrez Alonso | Universidad de Valladolid Valladolid, julio de 2021 El proyectista Vicente Gutiérrez Alonso Fdo.: planos 1 2 3 4 5 6 04/2021 1:2 1 CONJUNTO TPR Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA CUERDA 5 x 450 HERRETE BASCULANTE DENOMINACIÓN CANTIDAD Nº PLANO MATERIALMARCA CUERPO EXTERIOR 1 1.1 K 170 - SQ 130 - K 170 Canal F1 CUERPO INTERIOR 1 1.2 K 170 - SQ 130 - K 170 Canal F2 SEPARADOR 1 1.3 K 170 - SQ 130 - K 170 Canal F3 TAPA 1 1.4 K 170 - SQ 130 - K 170 Canal F4 1 AD Algodón trenzado5 2 AD Latón6 210 104 106 04/2021 1:2 1.0 TPR DIMENSIONES GENERALES Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Volúmen interior: 2,1 L 102102 104208 1041041041042 8 5 25 2 1 1 11 130 2 2 2 2 2 8 5 0 5 0 5 0 3 0 7 7 2 0 R 04/2021 1:2 1.1 TPR DESARROLLO EXTERIOR Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Espesor: 1 mm 102102102 1022 8 208 102 166 2 8 5 8 5 1 5 8 5 1 2 0 R 5 0 5 0 5 0 3 0 7 7 04/2021 1:2 1.2 TPR DESARROLLO INTERIOR Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Espesor: 1 mm 100 5 0 512 205 04/2021 1:2 1.3 TPR DESARROLLO SEPARADOR Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Espesor: 1 mm 8 0 2 8 104106104106 2 8 3 5 104 7 0 1 7 5 2 34.5 42.5 3 9 1 7 5 3 1 2 7 17.5 R 8 R 7 7 7 5 0 5 3 5 0 5 0 3 0 04/2021 1:2 1.4 TPR DESARROLLO TAPA Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Espesor: 1 mm 1 2 (Interior) 3 (Interior) 4 5 6 (Interior) 04/2021 1:2 2 CONJUNTO TMR Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA CUERDA 5 x 450 HERRETE BASCULANTE DENOMINACIÓN CANTIDAD Nº PLANO MATERIALMARCA CUERPO EXTERIOR 1 2.1 K 170 - SQ 130 - K 170 Canal F1 CUERPO INTERIOR 1 2.2 K 170 - SQ 130 - K 170 Canal F2 SEPARADOR 1 2.3 K 170 - SQ 130 - K 170 Canal F3 TAPA 1 2.4 K 170 - SQ 130 - K 170 Canal F4 1 AD Algodón trenzado5 2 AD Latón6 327 130 312 04/2021 1:5 3.0 CMR DIMENSIONES GENERALES Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Volúmen interior: 11,4 L 123312130308125 3 0 5 5 136 327 4 4 5 0 7 5 7 5 5 8 4 0 6 6 67.5 163.5 27.5 R 2 0 R 1 0 R 2 R 9 9 04/2021 1:5 3.1 CMR DESARROLLO EXTERIOR Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Espesor: 4 mm 569 121121 327 7 5 121 300 121 114114 114 150 9 9 4 5 4 5 04/2021 1:5 3.2 CMR DESARROLLO INTERIOR Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Espesor: 3,5 mm 1 2 3 4 04/2021 1:5 4 CONJUNTO CGR Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA DENOMINACIÓN CANTIDAD Nº PLANO MATERIALMARCA CUERPO EXTERIOR 1 4.1 K 200 - SQ 150 - K 200 Canal C1 CUERPO INTERIOR 1 4.2 K 200 - SQ 150 - K 200 Canal C2 CUERDA 7 x 650 2 AD Algodón trenzado3 HERRETE BASCULANTE 4 AD Latón4 200 407312 04/2021 1:5 4.0 CGR DIMENSIONES GENERALES Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Volúmen interior: 22,6 L 193312200308195 407 5 65 0 8 8 159.5 3 0 5 8 5 2 130 6 6 9 130 9 106 203.5 4 4 R 2 0 R 1 0 R 2R 04/2021 1:5 4.1 CGR DESARROLLO EXTERIOR Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Espesor: 4 mm 789 300191 191 150 407 130 191191 184184 184 4 5 4 5 9 9 04/2021 1:5 4.2 CGR DESARROLLO INTERIOR Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Espesor: 3,5 mm 1 2 (Interior) 3 4 (Interior) 5 6 9 10 (Interior) 7 8 04/2021 1:1 5 CONJUNTO TPC Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA TAPA SUPERIOR DENOMINACIÓN CANTIDAD Nº PLANO MATERIALMARCA CUERPO EXTERIOR 1 5.1 - 5.3 Cartón sólido 6501 CUERPO INTERIOR 1 5.2 Cartón sólido 6502 CUERPO INFERIOR 1 5.4 Cartón sólido 1300 - K 1653 SEPARADOR 1 5.5 K 170 - SQ 130 - K 170 Canal F4 TAPA 1 5.6 - 5.7 Cartón sólido 9505 1 5.8 Cartón sólido 1300 - K 1656 1 AD K 1657 PAPEL DE IMPRESIÓN DE TAPA 1 AD K 1658 PAPEL DE IMPRESIÓN DE CUERPO 1 AD Algodón trenzado9 HERRETE BASCULANTE 2 AD Latón10 CUERDA 5 x 450 218 107 04/2021 1:2 5.0 TPC DIMENSIONES GENERALES Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Volúmen interior: 1,6 L 5 6 7 218 104 95.39 7 04/2021 1:2 5.1 TPC CUERPO EXTERIOR Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Espesor: 1 mm Línea de doblado de borde para refuerzo estructural y pegado de Cuerpo Inferior 7 0 104 7 04/2021 1:1 5.8 TPC TAPA SUPERIOR Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Espesor: 2 mm 1 2 3 4 5 6 9 10 7 8 TAPA SUPERIOR 04/2021 1:2 6 CONJUNTO TMC Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA DENOMINACIÓN CANTIDAD Nº PLANO MATERIALMARCA CUERPO EXTERIOR 1 6.1 - 6.3 Cartón sólido 6501 CUERPO INTERIOR 1 6.2 Cartón sólido 6502 CUERPO INFERIOR 1 6.4 Cartón sólido 1300 - K 1653 SEPARADOR 1 6.5 K 170 - SQ 130 - K 170 Canal F4 TAPA 1 6.6 - 6.7 Cartón sólido 9505 1 6.8 Cartón sólido 1300 - K 1656 1 AD K 1657 PAPEL DE IMPRESIÓN DE TAPA 1 AD K 1658 PAPEL DE IMPRESIÓN DE CUERPO 1 AD Algodón trenzado9 HERRETE BASCULANTE 2 AD Latón10 CUERDA 5 x 450 298 107 04/2021 1:2 6.0 TMC DIMENSIONES GENERALES Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Volúmen interior: 2,2 L 5 6 7 298 104 95.39 7 04/2021 1:2 6.1 TMC CUERPO EXTERIOR Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Espesor: 1 mm Línea de doblado de borde para refuerzo estructural y pegado de Cuerpo Inferior 5 6 7 282 102 95.39 04/2021 1:2 6.2 TMC CUERPO INTERIOR Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Espesor: 1 mm 86.5776.79 76.7943.2943.29 4 2 163.36 2 0 R 1 0 R 04/2021 1:2 6.3 TMC DESARROLLO CORTE DE PERFIL DE CUERPO Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA 102 04/2021 1:1 6.4 TMC CUERPO INFERIOR Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Espesor: 2 mm 664 5 0 R 5 0 281 04/2021 1:2 6.5 TMC DESARROLLO SEPARADOR Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Espesor: 1 mm 9 2 107 36.23 3 9 7 7 04/2021 1:2 6.6 TMC TAPA Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA Espesor: 1,5 mm Línea de doblado de borde para refuerzo estructural y pegado de Tapa Superior 66.543 5133.08 3 566.54 42.5 84.0484.04 17.5 R 8 R 04/2021 1:2 6.7 TMC DESARROLLO CORTE DE PERFIL DE TAPA Grado en Ing. en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Vicente Gutiérrez Alonso TFG Curso 2020/21 TFG SOLUCIONES RENOVABLES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO PLANO PROMOTOR FECHA ESCALA Nº PLANO FIRMA