Estudio de las propiedades de compatibilidad química de los envases fabricados y su influencia en la resistencia mecánica. Proyecto COQUIMMA

Análisis de resultados y conclusiones:

Reducir las incidencias, como fisuras o roturas tras el proceso de fabricación de envases y embalajes de plástico, HDPE, para mercancías peligrosas utilizadas en los Sectores Metal-Mecánico y Mueble, y reducir costes adicionales en su validación, son objetivo general del proyecto COQUIMMA que ha desarrollado el Instituto Tecnológico Metalmecánico, Mueble, Madera, Embalaje y Afines, AIDIMME.

Para este fin, se han estudiado las propiedades de compatibilidad química entre el envase y el producto químico a contener, utilizando líquidos patrones y comparando los resultados con modelos teóricos calculados. Utilizando el software Hyperworks se han modelizado diseños de garrafa o cuñete para líquidos representativos y se han elaborado los modelos de simulación, contemplando los escenarios más comunes de ensayo de caída, de presión interna y de apilamiento.

Esta comparación de resultados obtenidos por simulaciones mediante elementos finitos con los obtenidos en el laboratorio ha servido para la optimización del método determinando las zonas más débiles del envase y proponiendo una optimización del diseño que mejore su comportamiento.

 

Entre los resultados del proyecto, alineados con los objetivos planteados, destacamos los siguientes:

 

  • Se han distinguido dos grupos de productos químicos, que han sido analizados en el proyecto:

Industria Metalmecánica: Líquidos corrosivos (ácidos y bases), disolventes para desengrase de piezas metálicas.

Industria del Mueble: los más empleados de las familias de pinturas (barnices, pigmentados, tintes, …) o productos relacionados con las pinturas (disolventes, diluyentes, imprimaciones, catalizadores, …), son las pinturas en base poliuretano y disolventes orgánicos apropiados.

  • La inmensa mayoría de los envases plásticos para líquidos utilizados en el sector químico se fabrican en polietileno de alta densidad (HDPE). Esto es debido principalmente a la alta resistencia química del polietileno a los productos químicos.

Otro argumento a tener en cuenta es que el ensayo acelerado de compatibilidad química (21 días a 40ºC con líquidos patrones) se diseñó exclusivamente para polietileno, no siendo de aplicación para otro tipo de plásticos que deberán pasar 6 meses a temperatura ambiente con el líquido real.

  • Tanto los ensayos de compatibilidad química y resistencia mecánica de caída, apilamiento, presión interna y estanqueidad que los envases deben cumplir, se describen en la normativa internacional para cada uno de los líquidos patrones probados: ADR, RID, IMDG, OACI, IATA y UNE-EN ISO 13274:2005.
  • Mediante la obtención de un modelo de simulación numérica se pueden estimar zonas críticas de los envases observables en ensayos reales de caída, presión interna y apilamiento.

 

Rotura en envase tras caída
Rotura en envase tras caída

 

  • Las simulaciones mediante elementos finitos pueden utilizarse para optimizar el diseño del envase: ajustando o redistribuyendo el espesor de la pared, evitando las zonas agudas no redondeadas que provocan tensiones, definiendo las zonas frágiles a reforzar. Nos pueden ayudar además, a decidir si el material (HDPE) elegido o la utilización de ciertas cargas y aditivos son adecuados, o bien si hay que solucionar problemas de fabricación ajustando moldes, etc.

 

Comparación entre las zonas de tensión modelizadas y el ensayo real de presión interna. La localización de la rotura se corresponde a la zona de mayor tensión calculada (rojo oscuro).
Comparación entre las zonas de tensión modelizadas y el ensayo real de presión interna. La localización de la rotura se corresponde a la zona de mayor tensión calculada (rojo oscuro).

 

  • La realización de una guía de diseño de envases plásticos para mercancías peligrosas permitirá a las empresas interesadas en realizar una certificación de tipo, conocer previamente el proceso global, evitar reprocesos innecesarios, minimizando costes y tiempos.

 

 

Si desea más información contacte con AIDIMME.

 

 

Raul Moreno

TECNOLOGÍAS Y PROCESOS • Embalaje y Distribución Mercancías • Responsable Mercancías Peligrosas