Indústria de embalagens ecológicas: como alcançar um fabrico sustentável
Publicado às 09 de fevereiro de 2022 em Sustainable Manufacturing
Indústria de embalagens ecológicas: como alcançar um fabrico sustentável
A sustentabilidade na indústria de embalagens é um dos principais aspetos no combate ao problema dos resíduos plásticos e, em última análise, às alterações climáticas. Os desafios que apresenta requerem uma tecnologia de automação flexível e potente.
Em tempos de crescentes esforços de sustentabilidade, é essencial encontrar formas de desenvolver embalagens mais ecológicas, conservar recursos e contar com linhas de produção inteligentes e mais eficientes.
São necessárias abordagens holísticas. Analisemos as cápsulas de café, por exemplo: por um lado, os consumidores pretendem obter uma forma rápida e fácil de preparar uma chávena de café fresco pela manhã. Por outro lado, as conhecidas cápsulas descartáveis representam um enorme peso ambiental. Um consumidor mais consciente do ponto de vista ambiental exige que os grãos de café sejam cultivados de forma mais sustentável e justa e que a produção e a reciclagem das cápsulas sejam efetuadas de uma forma mais ecológica. As novas abordagens de fabrico sustentável são a resposta.
Não há dúvida de que é produzido e descartado muito plástico em todo o mundo. A produção de plástico aumentou exponencialmente nos últimos anos – de 2,3 milhões de toneladas em 1950 para 448 milhões de toneladas em 2015, prevendo-se que este número duplique até 2050. Um outro problema: os plásticos contêm frequentemente aditivos que os tornam mais resistentes, flexíveis e duráveis. No entanto, muitos destes aditivos prolongam a vida útil dos produtos quando estes se tornam resíduos, com algumas estimativas de, pelo menos, 400 anos até à respetiva decomposição. Neste contexto, a indústria de embalagens é um dos principais contribuidores para este excesso de plástico, que necessita urgentemente de ser minimizado. A indústria enfrenta a tarefa colossal de desenvolver alternativas sustentáveis, minimizando os resíduos, enquanto poupa energia e utiliza fontes de energia alternativas.
Cinco pilares de embalagens sustentáveis
Pontos-chave a considerar para obter embalagens mais sustentáveis: o primeiro passo é a redução do material de embalagem – não só em termos de conteúdo de plástico virgem na embalagem primária, mas também em termos da quantidade utilizada nas embalagens de proteção secundária e final. Outro passo a ter em consideração é eliminar a necessidade de embalagens descartáveis. Algumas estratégias para resolver este problema começam por aumentar a utilização e a extensibilidade de sistemas reutilizáveis e de recargas, redesenhar as embalagens com materiais de embalagem alternativos que facilitam a reciclagem, são biodegradáveis, compostáveis ou têm um impacto mais reduzido no ambiente se acabarem no aterro. As embalagens feitas a partir de monomateriais constituem mais uma estratégia que atrai o interesse crescente na indústria de embalagem. Possuem uma melhor capacidade de reciclagem, mas a mudança para esta alternativa pode tornar-se numa tarefa desafiante que requer um controlo rigoroso do processo, uma vez que, frequentemente, o equipamento de embalagem tem de ser adaptado ou personalizado para alcançar um processo avançado de modelagem, enchimento e selagem que garante a mesma qualidade e desempenho da embalagem.
Todos estes esforços para conceber embalagens mais sustentáveis têm de ser acompanhados por uma infraestrutura de recolha que permita um futuro livre de resíduos, ou com resíduos reduzidos, juntamente com uma mudança urgente de comportamento dos consumidores, da indústria, dos revendedores e de todo o sistema circular.
Novos requisitos para instalações de produção
A abordagem de uma das estratégias para uma maior sustentabilidade na indústria de embalagens passa por reduzir a quantidade de plástico, especialmente de plástico virgem. Um dos principais métodos para o fazer está relacionado com a mudança de embalagens rígidas para embalagens flexíveis. As paredes mais finas, os tamanhos mais reduzidos, os espaços mais estreitos e o facto de serem mais leves representam uma boa forma de reduzir a quantidade de plástico virgem utilizado no recipiente primário. Além destas soluções, acrescenta-se a utilização de monomateriais, tal como já foi mencionado, materiais à base de papel e de biopolímeros, bem como o aumento da proporção de material reciclado nas embalagens principais, de proteção e de transporte (embalagens primária, secundária e final). Isto apresenta implicações para os processos e tecnologias da fábrica que necessitam de ser reavaliados: por exemplo, as empresas têm de verificar a compatibilidade do equipamento e ajustar as definições, se necessário. As linhas têm de ser flexíveis quanto à mudança para novos materiais. É necessário associar e gerir novas informações entre máquinas, bem como controlar o desempenho das máquinas sob novas condições e evitar ao máximo o desperdício.Mude para novos materiais e garanta a qualidade e segurança
Se forem utilizados materiais mais sustentáveis na embalagem, a prioridade continua a ser a garantia de qualidade do produto final. Na linha de produção, mudar para materiais mais sustentáveis significa evitar problemas típicos na embalagem primária, como falhas ou desgaste do material, selagem de má qualidade ou etiquetagem incorreta.
Por exemplo: os materiais à base de papel têm uma resistência diferente a rasgões e perfurações, o que implica um controlo mais preciso na modelagem de embalagens; a película retrátil fabricada a partir de plástico reciclado tem propriedades de retração muito diferentes em comparação com a película fabricada a partir de materiais virgens, exigindo um controlo versátil, mas preciso, da temperatura de retração. Além disso, existem outros aspetos a considerar na embalagem secundária aos quais, ultimamente, tem sido atribuída maior importância: entre outros, a redução dos pontos de fusão dos adesivos ao elevar e selar caixas de cartão, a implementação de estratégias de redução de material, incluindo materiais corrugados leves, ou desembalar e voltar a embalar o conteúdo de uma palete com caixas de cartão feitas de cartão mais sustentável, e materiais alternativos. Todas estas estratégias para tornar a embalagem mais sustentável requerem uma análise cuidadosa para identificar na linha o que teria de ser atualizado para garantir a qualidade e a segurança do produto.
É necessário o fabrico preparado para o futuro com tecnologia de automação e robótica que possa funcionar de forma flexível com diferentes materiais. Os seguintes exemplos apontam para aspetos a serem considerados pelas empresas.
1. Desafios relacionados com a película
As películas mais finas e de material reciclado são mais sustentáveis, mas também podem emaranhar-se mais rapidamente. Até mesmo alterações ligeiras à espessura da película provocam um desenrolar irregular e aumentam a tensão na película. Uma tensão irregular, por sua vez, resulta em defeitos durante a modelagem ou selagem da bolsa, tais como ondulação, rasgos, dobras, deslocação lateral ou desalinhamento. O manuseamento correto, com o rendimento máximo e o consumo mínimo de película é essencial para a eficiência geral do equipamento (OEE). Assim, se houver formação de vincos na selagem, os operadores devem verificar a existência de erros na máquina que estejam a contribuir para que a alimentação de película não seja efetuada corretamente. Os exemplos incluem rolos desalinhados, diferentes dispositivos de alimentação ou rolos presos que não rodam livremente. O sistema de controlo de tensão de película da OMRON proporciona um controlo sincronizado da tensão, alimentação e corte. Isto é complementado através da deteção de marcas (coloridas) para compensação da película através do controlador para garantir um desenrolar ideal do rolo. A biblioteca de embalagens da OMROM disponibiliza uma ampla gama de blocos de funções para processamento de película em máquinas VFFS.2. Desafio da película de selagem
Os materiais de película mais finos proporcionam custos mais reduzidos e uma estética melhorada. No entanto, estes materiais são mais sensíveis ao calor e passíveis de queimar ao utilizar adesivos e tecnologias de selagem tradicionais. A temperatura de selagem real deve, por isso, ser controlada de forma constante e precisa e ajustada automaticamente para evitar perder a produtividade ou obter defeitos de selagem que irão gerar rejeições e resíduos. A OMRON responde a este desafio através de um algoritmo de controlo de temperatura, baseado em IA, sincronizado com o movimento da máquina e a tecnologia de sensor que pode ser colocada mais próxima da barra de selagem. O ruído é compensado por uma função de ajuste automático do filtro.3. Desafio do controlo de qualidade da embalagem e etiquetagem
As embalagens ou bolsas resseláveis com bocais têm servido cada vez mais como alternativa aos recipientes de plástico rígido. As embalagens flexíveis com novos elementos, tais como sistemas de fecho resseláveis, apresentam diferentes exigências em termos de integridade das embalagens e testes de qualidade. As películas mais finas, os materiais de base biológica ou os que incluem um conteúdo reciclado mais elevado têm um perfil térmico, de expansibilidade e de resistência a perfurações diferente. Estas diferenças podem provocar irregularidades no formato e nas extremidades durante a modelagem e o corte. Materiais mais sustentáveis, como materiais não laminados ou monomateriais, também mudam de forma e podem reduzir a fidelidade ou o desempenho da impressão de etiquetas. A leitura, confirmação ou verificação das informações da etiqueta nas embalagens torna-se difícil quando o formato é inconsistente ou quando a qualidade de impressão é alterada. A OMRON resolve este problema com o sistema de inspeção de alta velocidade: este sistema simples e expansível é adequado a várias linhas e apresenta uma integração transparente com sistemas robóticos. Disponibiliza uma plataforma multicâmara com um único controlador para captura de várias imagens a alta velocidade, para detetar potenciais defeitos de forma fiável. Os algoritmos avançados ajudam a detetar caracteres de difícil leitura em condições de luz variáveis e velocidades elevadas.
4. Desafio das novas técnicas de colagem e adesivos
A eliminação de fitas e a minimização de adesivos aumentam a capacidade de reciclagem de caixas de cartão. A remoção da necessidade de tiras de silicone torna as caixas 100% recicláveis e biodegradáveis. Para produzir e selar caixas de cartão, as empresas dependem cada vez mais de uma aplicação estratégica e reduzida de adesivos. Isto requer um elevado nível de precisão e controlo de qualidade contínuo. Com o seu sistema de inspeção visual automatizado, a OMRON suporta a deteção precisa de padrões de colagem. As definições de alta resolução e brilho permitem a deteção de defeitos de baixo contraste, mesmo nas condições de luz mais exigentes ou com materiais de difícil deteção.5. Desafio da manipulação de vários materiais
As caixas de cartão feitas de fibras recicladas apresentam uma porosidade mais elevada e são mais flexíveis. Através da utilização de máquinas tradicionais ou da embalagem manual, pode ser difícil manusear caixas de cartão reciclado sem as danificar. As soluções de paletização tradicionais são de difícil adaptação e programação, ocupam muito espaço e não podem ser transferidas para outras áreas da fábrica, se necessário. Por este motivo, é aconselhável contar com uma solução integrada de robô colaborativo (cobô) com pinças dedicadas para lidar de forma segura com uma grande variedade de formatos irregulares, níveis de porosidade e objetos delicados.
A OMRON dispõe de uma solução completa para a automação sustentável da linha de embalagem que ajuda as empresas a tornarem-se mais eficientes e ecológicas, utilizando as suas máquinas para novos materiais recicláveis e garantindo a qualidade do produto. O Sysmac consiste numa plataforma de automação integrada que proporciona um controlo e gestão completos da fábrica de automação. No centro desta plataforma, a série de controladores de máquinas suporta o controlo sincronizado de todos os dispositivos da máquina e conta com funcionalidades avançadas, tais como motion, robótica e conectividade com bases de dados. Este conceito multidisciplinar permite simplificar a arquitetura da solução, reduzir o esforço de programação e otimizar a produtividade.
