Las opciones de embalaje en la fabricación y el envío rara vez son tan importantes como lo son hoy. Con el tiempo, el coste del embalaje protector ya no es sólo el precio de compra de un rollo de material o el coste de una máquina. Ahora incluye el cumplimiento de reglas, tarifas de eliminación de residuos, uso del espacio de almacén, horas de trabajo y - cada vez más - notoriedad de los envases de plástico en las cadenas de suministro de cara al cliente-. Para los directores de operaciones que tienen que elegir entre una envoltura de panal y una envoltura de espuma normal, la cuestión no es cuál cuesta menos por metro. Es qué producto tiene un coste total menor durante toda su vida útil.
Cómo funciona cada técnica
El plástico de burbujas -, también conocido como película de burbujas de aire -, actúa como amortiguador al derretir y expulsar la película de polietileno, que luego se sella alrededor de bolsas de aire espaciadas uniformemente. El material resultante protege los objetos comprimiendo las células de aire atrapadas, que absorben la energía del impacto y evitan que entre directamente en el embalaje. Estas máquinas van desde pequeños infladores de mesa que funcionan con rollos de película prefabricados hasta extrusoras-a gran escala de fábrica que fabrican películas de burbujas a partir de partículas de plástico originales.
AMáquina de embalaje de papel de panalfunciona de una manera diferente. Requiere papel kraft - que suele pesar entre 50 y 80 gramos por metro cuadrado - que luego se tensa y se moldea mediante un juego de rodillos. Estos rodillos tiran del papel hasta darle una forma de celda hexagonal tridimensional-. El material resultante parece un panal continuo, que se puede envolver alrededor de un objeto o frotar para darle forma y rellenar los espacios en blanco. El método de amortiguación es estructural: las células hexagonales resisten la compresión y distribuyen la carga sobre las paredes. La idea surge directamente de la geometría del panal natural, uno de los materiales más eficientes-de la naturaleza.
Inversión de capital inicial
Los costos iniciales del equipo son más obvios en cualquier actualización de una línea de embalaje, y el plástico de burbujas suele tener una ventaja en este sentido. Una máquina de sobremesa estándar para hacer plástico de burbujas, adecuada para envíos de comercio electrónico-pequeños y medianos-, cuesta entre 3000 y 8000 dólares. Las máquinas-de fábrica capaces de manejar mayores volúmenes cuestan entre 8.000 y 20.000 dólares.
Una máquina envolvedora de papel Honeycomb tiene costos iniciales más altos, generalmente entre $ 5 000 y $ 12 000 para los modelos de mesa y entre $ 15 000 y $ 35 000 para los modelos de fábrica. La diferencia de costo surge de la complejidad mecánica del proceso de formación de panal. - las máquinas tienen que tensar el papel con una tensión muy precisa para que no se rompa, y los conjuntos de rodillos de formación requieren más tolerancia que las piezas de sellado de película de las máquinas de plástico de burbujas.
Pero si se analizan únicamente los precios de compra se pasa por alto un factor compensador clave. Cuando existen programas EPR activos - lo que la Fundación Ellen MacArthur y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente llaman una herramienta básica para gestionar los residuos de envases - los envases de plástico cobran una tarifa por kilogramo, mientras que los envases de papel no. Un centro de envío-de tamaño mediano que procesa 500 paquetes por día podría pagar entre 8.000 y 15.000 dólares al año en costos de cumplimiento de EPR para materiales plásticos de acolchado, una duplicación que los sistemas de papel evitan en su mayoría.
Costo de materiales por paquete.
El coste unitario del material es más detallado. En pocas palabras, el plástico de burbujas suele ser más barato que el papel alveolar. Un rollo de burbuja de polietileno de entre 500 y 1.000 metros de largo cuesta entre 30 y 60 dólares, o entre 0,06 y 0,12 dólares el metro. Los rollos Kraft para sistema de panal cuestan entre 50 y 100 dólares por rollo, y una vez que se tienen en cuenta los pasos de estiramiento y formación de células, proporcionan un arroz aún menos lineal.
Pero los materiales utilizados en cada paquete cuentan una historia diferente. Debido a que el papel alveolar tiene una forma de celda hexagonal que amortigua mejor el peso - dado que el grosor del papel alveolar absorbe más energía de impacto que el plástico de burbujas del mismo grosor - un paquete típico requiere sólo de 0,3 a 0,8 metros de papel alveolar, mientras que de 0,5 a 1,5 metros de película de burbujas proporciona la misma protección. Una investigación sobre la mecánica de los materiales alveolares publicada en el International Journal of Impact Engineering muestra que las formas de panal hexagonales absorben entre un 30% y un 50% más de energía que los sistemas de cojines del mismo tamaño. Eso significa menos material y más trabajo.
Según el uso real, el costo del material del envoltorio tipo panal es de aproximadamente $0.25 - $0,50 por paquete, mientras que el costo del material del plástico de burbujas es de aproximadamente $0.15 - $0,35 por paquete. La brecha es menor cuando se tiene en cuenta la mejor eficiencia estructural de la máquina de panal, pero el plástico de burbujas para productos livianos y de bajo-valor sigue siendo más barato en términos de costos de material puro.
Huella de almacén y almacén
Los rollos de plástico de burbujas, especialmente los pre-inflados, ocupan mucho espacio en el almacén. Una bandeja de plástico de burbujas pre-inflada puede contener sólo del 20 al 30 por ciento de la longitud lineal de la misma bandeja plana de papel marrón, porque las bolsas de aire ocupan espacio incluso cuando la película está bien enrollada. El papel tiene una gran ventaja en cuanto a densidad de almacenamiento: una pila de rollos de papel kraft para sistema alveolar puede abastecer una estación de embalaje durante días o semanas, pero el plástico de burbujas debe rellenarse con más frecuencia y ocupa más espacio.
Cuando los costos de alquiler y manipulación del almacén se calculan por pie cuadrado o por metro cuadrado, el espacio ahorrado por los sistemas de papel puede ahorrar a las operaciones de tamaño mediano-entre $2000 y $5000 por año en costos de almacenamiento. Se trata de una operación repetitiva que ahorra ahorro acumulado a lo largo de la vida útil del dispositivo y no aparece en la factura de ninguna de las máquinas.
Consumo de energía y costos operativos
Las máquinas envasadoras de poliestireno, especialmente los productos de los fabricantes de extrusoras, consumen mucha electricidad. Esto se debe a que el polietileno debe calentarse hasta un punto de fusión de aproximadamente 120 a 160 grados antes de poder soplarlo para formar una película. Los infladores de mesa que funcionan con películas prefabricadas utilizan de 1 a 2 kilovatios, y las extrusoras de fábrica pueden absorber de 15 a 40 kilovatios durante el funcionamiento ininterrumpido.
El trabajo de una máquina envolvedora de papel Honeycomb es puramente mecánico - tira y da forma al papel a temperatura ambiente - y utiliza de 2 a 4 kilovatios como equipo de fábrica-. Los modelos de mesa no suelen superar el kilovatio. La diferencia entre una extrusora de plástico de burbujas de 25-kilovatios y una extrusora de panal de 3 kilovatios que funciona durante más de 2000 horas es de aproximadamente 44.000 kilovatios hora. A un precio de fábrica de $0.08 - $0,12 por kilovatio-hora, los costos de energía podrían ahorrarse entre $3500 y $5300 por año.
Capacidad laboral y productiva
Los sistemas de plástico de burbujas son fáciles de adaptar a las estaciones de trabajo de embalaje actuales. El operador saca la película del carrete, la arranca o la corta y luego envuelve el producto - en un proceso que requiere poca capacitación y apenas interrumpe las rutinas normales de embalaje. Normalmente, la tasa de rendimiento es de 60 a 120 paquetes por hora.
Los sistemas de papel alveolar requieren que los operadores comprendan las propiedades del material - cuánto estiramiento produce la mejor amortiguación, cómo se alinean las celdas hexagonales bajo compresión y cómo cerrar el embalaje sin apretar la estructura. Esta complejidad adicional puede reducir el rendimiento inicial entre un 10% y un 20% en comparación con el plástico de burbujas, pero los operadores experimentados eventualmente alcanzan velocidades similares. Cuando la rotación de trabajadores es alta o los cambios estacionales son altos, los costos de capacitación del sistema de panal son un gasto operativo real y deben incluirse en la decisión de adopción.
Eliminación de residuos y costos de fin-de-vida útil
Ahí es donde los costos son más variables. El plástico de burbujas de polietileno se puede reciclar en teoría, pero en la práctica es difícil de lograr. Debe separarse de otros materiales de embalaje, quitarle la cinta y las etiquetas y enviarse a una instalación que pueda manipular películas de polietileno de baja-densidad. De hecho, la mayor parte del plástico de burbujas termina en los vertederos de basura normales y termina en la basura o quemado. La Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico-(OCDE) estima que solo el 9% de los desechos plásticos del mundo se reciclan, y las películas para embalaje representan una pequeña fracción de esa cifra.
El papel kraft de una máquina envolvedora de papel Honeycomb ingresa al proceso de reciclaje de papel existente, que tiene una tasa de reciclaje superior al 65% en los países miembros de la OCDE. Más importante aún, el papel que ingresa al medio ambiente se descompone en semanas o meses, pero la película de polietileno dura décadas. Para las empresas que enfrentan impuestos sobre vertederos o impuestos sobre envases de plástico - un ejemplo de ello es el impuesto de £210,82 por tonelada de envases de plástico que se introducirá en el Reino Unido desde 2022 - la diferencia en los costos de residuos es quizás el elemento más grande en el cálculo del costo de embalaje.
Imagen del costo total de propiedad
Si se suman todos los componentes del costo y el dispositivo promedio tiene una vida útil de cinco años, entonces solo mirando el precio de compra de la máquina se revela el problema:
El sistema de plástico de burbujas tiene un costo inicial más bajo, con costos de material por paquete ligeramente más bajos, pero también tiene un mayor consumo de energía, tarifas de cumplimiento de EPR aplicables, impuestos sobre embalajes de plástico y cargos por eliminación de desechos. Estos costos anuales recurrentes - costos "por debajo del nivel del agua" que a menudo se pasan por alto al comprar una evaluación - pueden oscilar entre $12 000 y $25 000 al año para instalaciones que envían 100 000 paquetes al año.
El sistema de papel alveolar cuesta un poco más y los materiales por paquete cuestan un poco más, pero funciona con menos energía. También evita la mayoría de los costos-específicos del plástico y genera una eliminación de residuos más barata. Este desperdicio también es más popular entre las normas de sostenibilidad corporativa y de consumidores. Los ahorros totales de - en el sistema de panal a través de precios de compra iniciales más altos - generalmente ocurren entre los meses 12 y 18 de operación de una instalación de tamaño mediano-. Esto se basa en datos operativos recopilados de auditorías de líneas de producción de envases.
Elección basada en la aplicación más que en la ideología
La opción más rentable-depende de las mercancías que se transporten. En el caso de productos electrónicos ligeros, cosméticos, cristalería y otros artículos frágiles, el embalaje debe sufrir un fuerte impacto local. Las suaves celdas de aire del plástico de burbujas brindan una protección de carga puntual que el papel alveolar - con sus paredes celulares más rígidas - no puede igualar. En este caso, el costo ligeramente mayor del plástico de burbujas puede valer la pena, ya que la tasa de daños es baja y las devoluciones de los clientes son bajas.
Para artículos más pesados, piezas de fábrica, piezas metálicas y productos que deben soportar fuerzas de aplastamiento estables durante el transporte, el papel alveolar tiene un amortiguador estructural que proporciona una mejor protección a un costo total similar o menor. La forma hexagonal dispersa la carga aplastante en muchas paredes de las celdas, evitando el lento colapso de las celdas de burbujas individuales cuando estallan bajo una presión constante.
Muchas empresas-de mercado masivo utilizan un enfoque híbrido: plástico de burbujas para pequeños pedidos en línea, donde la velocidad y la simplicidad son primordiales, y un sistema de panal para envíos más pesados o valiosos, donde la protección y una reputación ecológica tienen valor comercial. El costo de estos dos sistemas depende de la combinación de volúmenes de envío, pero esta suele ser la mejor opción para operaciones que transportan muchos tipos diferentes de productos.
A medida que las normas mundiales sobre envases de plástico se vuelven más estrictas - el Compromiso Global de la Fundación Ellen MacArthur y la Iniciativa para una Nueva Economía del Plástico del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente han establecido objetivos claros para reducir los envases de plástico de un solo-uso -, es probable que aumenten las ventajas de costos de los sistemas de papel. Las empresas que no ven el costo del embalaje como un precio de compra, sino más bien como un cálculo de cómo funciona el sistema, serán las que hagan las inversiones adecuadas décadas antes de que las reglas obliguen a tomar la decisión.
Referencia
- Fundación Ellen MacArthur. Responsabilidad ampliada del productor: declaración y documento de posición, 2020.
- Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA). Compromiso global con una nueva economía del plástico, 2023.
- Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico-(OCDE). Perspectiva mundial de los plásticos: impulsores económicos, impactos ambientales y opciones de políticas. Publicaciones de la OCDE, 2022.
- Revista internacional de ingeniería de impacto. Características de absorción de energía de estructuras hexagonales alveolares bajo carga estática y dinámica. Vol. 112, 2018.