Organicum, Desarrollo de Empaques

 

 

ALISSON MOSQUERA CIFUENTES TRABAJO DE GRADO. 

DESARROLLO DE EMPAQUES

 

 

DESARROLLO DE UN EMPAQUE A PARTIR DE MATERIALES ORGÁNICOS, PARA LA CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS.

 Nombre del autor: Alisson Mosquera Cifuentes Código estudiantil: 0715027

Universidad Nacional de Colombia Sede Palmira Facultad de Ingeniería y Administración Departamento de Diseño Industrial Trabajo de Grado Palmira Valle del Cauca

2018

 

 

 Nombre del autor: Alisson Mosquera Cifuentes Código estudiantil: 0715027

Directora de Trabajo de Grado: Janneth Torres Agredo Ingeniera de materiales PhD. profesora asociada al departamento de Diseño Industrial y grupo de investigaciones materiales y medio ambiente GIMMA. Universidad Nacional de Colombia Sede Palmira Facultad de Ingeniería y Administración Departamento de Diseño Industrial Trabajo de Grado Palmira, Valle del Cauca

2018

 

 

DEDICATORIA 

A mis padres por ser el pilar fundamental en todo lo que soy, en toda mi educación, tanto académica, como de la vida, por su incondicional apoyo perfectamente mantenido a través del tiempo. A mis maestros especialmente a la profesora Janneth Torres A. por impulsarme en este  proceso de aprendizaje y brindarme las herramientas para poder finalizar de manera exitosa este trabajo, también agradezco al grupo de investigación en agroecología de la universidad nacional de Colombia sede Palmira, por permitirme encontrar y desarrollar esta iniciativa y ala red de mercados agroecológicos del valle del cauca, por ayudarme y servirme en cualquier duda presentada durante el trabajo. Finalmente, a la universidad nacional de Colombia por formarme como profesional y seguir gestando el conocimiento y profundizar en él. Todo este trabajo ha sido posible gracias a ellos.  

 

 

 

CONTENIDO CONTENIDO DE FIGURAS ................................................................................................ ................................................. ............................................... 6  CONTENIDO DE TABLAS ................................................... .................................................................................................. ............................................... 8  RESUMEN ................................................... ......................................................................................................... .......................................................................... .................... 9  INTRODUCCION ...................................................................................................... ................................................. ............................................................... .......... 10  1.LOS EMPAQUES ............................................................................................................. ........................................................................................... .................. 11  1.2 TIPOS DE EMPAQUES ................................................................................................ 11  1.2.1 Empaques de papel y cartón: ................................................................................... ............................................... .................................... 11  1.2.5 Empaques rígidos de plás plástico: tico: ...................................................... ................................................................................. ........................... 11  1.2.6 Empaques rígidos de metal:................................................. ..................................................................................... .................................... 12  1.3 EMPAQUES BIODEGRADABLES ............................................................................ ........................ ...................................................... 12  1.3.1 Solubles en agua .............................................................................................. ...................................................................................................... ........ 13  1.3.2 Oxo-degradables Ox o-degradables ..................................................................................................... ................................................. ...................................................... 13  1.3.3 Biodegradables ........................................................................................................ 13  1.3.4 Compostables .......................................................................................................... 13  1.4 CLASES DE EMPAQUE Y SU PAPEL EN LA COMERCIALIZACIÓN DE PRODUCTOS ...................................................................................................................... 14  1.4.1 Empaque o envase primario .................................................................................... 15  1.4.2 Empaque Empaq ue secundar secundario io ................................................... ................................................................................................ ............................................. 15  1.4.3 Empaque terciario de embalaje o transporte............................................................ 15  1.4.4 Marcado y rotulado .................................................................................................. ...................................................... ............................................ 16  1.4.5 Estándares o normas internacionales ....................................................................... ..................................................... .................. 17  1.4.6 Recomendaciones para el futuro productor o exportador. ....................................... 17  1.5 NUEVA OLA DE INNOVACIÓN EN MATERIALES BIODEGRADABLES .......... 18  1.5.1 Plástico biodegradable b iodegradable basado en materia prima pr ima renovable .................................... 19  1.5.2 Película metalizada biodegradable .......................................................................... 20  1.5.3 Película biodegradable biodegr adable para el mercado de alimentos. ............................................ 20  1.5.6 Película fabricada a partir de pulpa ddee madera renovable. ...................................... 21  1.5.7 Cremallera Cr emallera biodegradable. ....................................................................................... ................................................... .................................... 21  2. ESTADO DEL ARTE ..................................................................................................... ................................................. ...................................................... 22  OBJETIVOS ................................................. ....................................................................................................... ........................................................................ .................. 24  GENERAL ........................................................................................................................... 24  Objetivos Específicos ................................................................... ....................................................................................................... .................................... 24  VENTAJAS QUE SE PUEDEN ATRIBUIR AL USO DEL EMPAQUE CON ESTE TIPO DE MATERIALES .............................................................................................................. 25  3. METODOLOGIA, PROCESOS Y RESULTADOS ....................................................... 26  3.1 Metodología ...................................................................................................... ................................................. ............................................................... .......... 26  4. RESULTADOS ................................................................................................................ ..................................................................................... ........................... 30  4.1 Elaboración de la encuesta ......................................................................................... 30  4.2 Matriz de selección .................................................................................................... ................................................ ...................................................... 36  4.3 Materiales ................................................................................................................... 37  4.4 Procedimiento experimental para desarrollar el material a partir de la vaina de la  palma ................................................................................................................................ ......................................................................... ....................................................... 37  4.5 Procedimiento experimental ex perimental para el material a partir de la Hoja de plátano y tallo... 40  4.6 Ensayos Ensa yos Aplicados ..................................................................................................... ................................................. ...................................................... 43  4.7 Conclusiones y análisis de los resultados ................................................. ................................................................... .................. 60  4.8 Rueda de lids .............................................................................................................. 61 

 

5.PROCESO DE DISEÑO DEL EMP EMPAQUE AQUE ...................................................................... .................................................... .................. 69  5.1 Análisis de referentes y matriz de selección ....................................................... ............................................................... ........ 69  5.2 Bocetacion y análisis de formas ................................................................................. ...................................................... ........................... 71  5.3 Descripción y análisis de la propuesta ffinal inal ............................................................... 72  6. EMPAQUES................................................................................................. ............................................. ........................................................................ .................... 74  CONCLUSIONES ...................................................................................................... ................................................. ............................................................... .......... 77  Bibliografía ................................................... ......................................................................................................... ........................................................................ .................. 78 

 

 

CONTENIDO DE FIGURAS Figura 2.resultado 1. resultadoen engráficas porcentajedde de preguntanúmero número 2.1.................................. ................................ 32 Figura grgráficas áficas yyporcentaje e lalapregunta 32 Figura 3.respuestas dadas para el argumento de la pregunta número 3. .............................. 33 Figura 4.grafica e interpretación de la pre pregunta gunta número 4. ................................................. ................................................... 33 Figura 5.respuestas dadas para el argumento de la pregunta número 5. .............................. 34 Figura 6.respuestas dadas para el argumento de la pregunta número 6. .............................. 35 Figura 7resultado en gráficas gr áficas y porcentaje de la pregunta número 7. .................................. 35 Figura 8.Vaina de la palma vverde. erde. .................................................... ........................................................................................ .................................... 38 Figura 9.proceso de san duchado y presión. ......................................................................... .............................................. ........................... 39 Figura 10.Vaina de la palma p alma después de un unaa semana y media de secado. ........................... 39 Figura 11.Control de presión de la prensa. ................................................ ........................................................................... ........................... 40 Figura 12.Prensa ................................................................................................................... ............................................................................... .................................... 40 Figura 13.Tallo de la hoja de plátano, en cocción. ............................................................... ....................................................... ........ 41 Figura 14.Material ya triturado y puesto en un colador para absorber toda la humedad y darle forma. form a.................................................... ......................................................................................................... ........................................................................ .................. 41 Figura 15.Toalla que absorben la humedad del ma material. terial. ..................................................... .................................................... . 42 Figura 16.Toalla que absorben la humedad del material con un peso para moldear. ........... 42 Figura 17.Material ya seco cortado y procesado. ................................................................ .................................................................. 43 Figura 18.Material ya seco y cortado, con molde y resultado cóncavo................................ 43 Figura 19.Ensayo de impacto a 2 mts. .................................................................................. .............................................. .................................... 44 Figura 20.Lanzamiento de la probeta. p robeta. .................................................................................. 44 Figura 21.lanzamiento de la probeta a 4.7 mts. .................................................................... .................................................. .................. 45 Figura 22.estado final de las probetas. ................................................................................. 45 Figura 23.lanzamiento mdf. .................................................................................................. ...................................................... ............................................ 45 Figura 24.estado final del mdf. ................................................ ............................................................................................. ............................................. 46 Figura 25.Probetas y jeringas. .............................................................................................. ............................................................................ .................. 49 Figura 26.Disposicion de la prueba. ..................................................................................... .................................................................................... . 49 Figura 27.Probetas con 10 ml de agua. ...................................................... ................................................................................. ........................... 49 Figura 28.Probetas después del ensayo. ............................................................................... 50 Figura 29.Pesado de d e la pro probeta beta A. .................................................... ........................................................................................ .................................... 51 Figura 30.Probetas de mdf sometidas al ensa ensayo. yo. .................................................................. ................................................ .................. 52 Figura 31.. Pesado de d e la probeta B. ...................................................................................... 53 Figura 32.Probetas de mdf sometidas al ensa ensayo. yo. .................................................................. ................................................ .................. 53 Figura 33.Probetas de mdf después de 3 horas. .................................................. .................................................................... .................. 54 Figura 34.probetas A y B material diseñado. ............................................ ....................................................................... ........................... 56 Figura 35. probetas A y B de MDF ...................................................................................... 56 Figura 36.ensayo de flexión a las probetas. .......................................................................... ............................................... ........................... 57

 

Figura 37.Grafica de la comparación de la carga máxima de las probetas. ......................... 58 Figura 38.Grafica de d e la comparación co mparación del desp desplazamiento lazamiento máximo de d e las probetas. ............ 59 Figura 39.Rueda de d e lids. .................................................. ...................................................................................................... ...................................................... 61 Figura 40.rueda de lids empaque artificial. ........................................................ .......................................................................... .................. 64 Figura 41.Rueda de lids del desarrollo del material ecológico............................................. 66 Figura 42.Rueda de lids de comparación de materiales. mater iales. ...................................................... 68 Figura 44.bocetos 43.bocetos en de ilustración fo rmas paradeloslaeempaques. formas mpaques. ................................................................. ............................................... .................. 71 estética for formal mal de los empaques y el exhibidor. ...... 73 Figura 45.logo de organicum, or ganicum, línea de empaques. ....................................................... ............................................................... ........ 74

 

 

CONTENIDO DE TABLAS Tabla 1. selección de los materiales dispuestos. ................................................................... ................................................. .................. 37 Tabla 2. Comparativos de los resultados del ensayo de impacto para el material diseñado. 46 Tabla 3. Comparativo de los resultados res ultados del ensa ensayo yo de impacto par paraa el mdf. ....................... 47 Tabla 4.Comparativo de la gráfica de deformación vs altura de caída libre de los materiales comparados. ........................................................................................................ .................................................. ........................................................................ .................. 47 Tabla 5. Grafica de deformación d eformación vs altura por po r caída libre. ........................................ .................................................. .......... 48 Tabla 6.Comparativo entre el tiempo y la filtración de la prueba de humedad del material diseñado (probeta 1). ............................................................................................................ 50 Tabla 7.Comparativo entre el tiempo y la filtración de la prueba de humedad del material diseñado (probeta 2 ). ........................................................................................................... 50 Tabla 8.Comparativo entre el tiempo y la filtración de la prueba de humedad del material comparado. (mdf, probeta 1). ............................................................................................... 51 Tabla 9.Comparativo entre el tiempo y la filtración de la prueba de humedad del material comparado (mdf, probeta 2). ................................................................................................ 52 Tabla 10. Tabulación de los resultados entre los materiales comparados. ........................... 54 Tabla 11. Grafica de resistencia a la humedad vs el tiempo................................................. 55 Tabla 12. Resultados tabulados de la prueba de flexión....................................................... 58 Tabla 13.Etapas estratégicas estr atégicas del impacto ambiental para la producción de empaques ........ 63 Tabla 14.Etapas estratégicas del impacto ambiental para la producción de material ecológico....................................................... ............................................................................................................ ........................................................................ .................. 65 Tabla 15.comparación de d e referentes ..................................................................................... ................................................. .................................... 70 

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RESUMEN El uso de empaques es una necesidad que se ha visto desde la antigüedad, tanto para  preservar nuestros alimentos y pertenencias como para almacenar y transportar nuestros víveres, a través del tiempo se han venido gestando y orquestando el uso de materiales amigables con el medio ambiente para este fin, ya que la contaminación generada por los derivados del petróleo utilizados para desarrollar los empaques han generado una  problemática que se pretende abordar con el reemplazo de dichas materias primas. El objetivo de este estudio es determinar y desarrollar una un a alternativa amigable con el medio ambiente para desarrollar una alternativa de empaque para alimentos procesados buscando incentivar su uso en el entorno de la REDMAC (red de mercados agroecológicos del valle del cauca) e identificar que los materiales orgánicos son una fuente fundamental para el desarrollo de productos , debido a su bajo costo de producción y adquisición, también se  busca generar una identidad en el mercado agroecológico a groecológico para llevar lógica con sus ideales de que todos sus productos incluyendo sus empaques disminuyen el impacto ambiental. La pregunta de investigación se responde a través de una serie de experimentos en donde se lleva a cabo la exploración de materias primas orgánicas, sometiéndolas a diversos ensayos en donde se ponen a prueba sus características de temperatura, humedad, rasgado e impacto. Las respuestas recibidas muestran que el material diseñado posee aptitudes eficientes para utilizarse como alternativa para realizar empaques, estos resultados indican que son materiales eficientes que permiten desarrollar formas y funciones estéticas conforme a lo requerido en el mercado actual. Tendiendo esto en cuenta, se recomienda el uso de estas materias primas orgánicas ya que  permiten crear conciencia y regular el mercado, mostrando que lo orgánico tiene mucha más ventaja sobre los empaques sintéticos.

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INTRODUCCION En la actualidad Colombia genera anualmente 27.300 toneladas de residuos de los cuales el 35% son inorgánicos y el 65% son orgánicos, los cuales son generados principalmente por el sector agro de menor a mayor escala; De ese 65% de los residuos orgánicos, solo el 10% son reciclados y/o aprovechados para desarrollar productos como compost, etanol y biogás  (Skinner,2000).  El aprovechamiento de los residuos orgánicos disminuye en gran medida el impacto ambiental generado, además de que se fomenta la reutilización de manera que tenga un gran  beneficio para la comunidad; La creciente ola “verde”, la implementación de la agroecología

como respuesta a dicha problemática, han aumentado la cantidad de productos de origen totalmente orgánico y por ende los mercados de este tipo han crecido exponencialmente, la oferta y la demanda están en crecimiento constante(Stoecklein y Suarez,1998); Por lo tanto sus productos se están posicionando pos icionando y abren múltiples posibilidades para la comercialización a gran escala favoreciendo en gran medida a la población agricultora que pertenecen a este tipo de mercados y ofrecen esos productos. El aumento de la huella ecológica dejada por el uso de empaques empa ques (bolsas, botellas, papel), en su mayoría artificiales y otros de origen natural va en crecimiento, por lo tanto, el consumo de recursos es muy grande, la deforestación y la tala de árboles constituyen en gran parte el gasto de los recursos naturales. Además de la problemática ambiental ya mencionada, el empaque de un producto permite conservar un determinado tiempo, en el caso de los  productos orgánicos, necesitan condiciones especiales ya que son productos de alta degradación. (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo, 2005). Por lo tanto, se pretende desarrollar una alternativa de empaque para la REDMAC a partir de residuos orgánicos, que permita conservar las características del producto, incentivando e identificando los puntos críticos sobre el dilema del uso de empaques artificiales, con el apoyo del GIA (grupo de investigación en agroecología de la universidad nacional de Colombia sede Palmira).

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1.LOS EMPAQUES Los empaques y envases para alimentos juegan un rol de vital importancia a la hora de analizar los puntos críticos de sus respectivos procesos productivos. productivos . la frescura y la inocuidad de los alimentos son un punto decisorio a la hora de seleccionar una marca determinada. empaques más adecuados, entre la amplia gama de productos que puede ofrecer el mercado,  para ofertar sus productos con excelentes condiciones de calidad. Desde tiempos primitivos, los seres humanos consumieron los alimentos en el mismo lugar que los encontraban; la provisión de alimento era suficiente, por lo que hubo poca necesidad de embalaje de mercancías, ya sea para su almacenamiento o para su transporte. Cuando los contenedores fueron necesarios se usaron productos naturales como conchas y hojas de árboles con los que se construyeron recipientes adecuados para el transporte de comida. Más tarde, fueron descubiertos los minerales, químicos compuestos, los metales y la cerámica, dando lugar a otras formas de envasado. El envasado se utiliza para varios propósitos: -Contener los productos, definiendo la cantidad que el consumidor compra. -Proteger los productos de la contaminación, de daños por parte del medio ambiente y de robo. -Facilitar el transporte y almacenamiento de productos.

1.2 TIPOS DE EMPAQUES 1.2.1 Empaques de papel y cartón: En este grupo se clasifican componentes de empaques fabricados a partir de estos materiales. 1.2.3 Empaques flexibles: Se llaman así a los empaques que son obtenidos a partir de materiales en forma de rollos o  bobinas. Generalmente el equipo que gorma el empaque es el mismo que lo llena y lo sella. Estos equipos se conocen como forma F-LL-S (Formar- Llenar- Sellar).

1.2.4 Empaques rigidos:  Son aquellos envases que tienen su forma básica desde el momento en que son fabricados después de hacer sido llenados y tapados. Los empaques rígidos se dividen en los siguientes grupos:

1.2.5 Empaques rígidos de plástico:

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Los plásticos más utilizados en empaque rígidos en Colombia son el Polietileno (PE), Polipropileno (PP), Policloruro de vinilo (PVC), Poliestireno (PS).

1.2.6 Empaques rigidos de metal: Los materiales más utilizados en la fabricación de componentes metálicos rígidos son la hojalata. Generalmente este tipo de empaque requiere un recubrimiento para evitar la interacción química entre el empaque y el producto contenido.

1.2.7 Empaques rigidos de madera: La madera es más utilizada en el embalaje que en el empaque final de los productos.

1.2.8 Empaques rigidos de vidrio: Los empaques de vidrio se obtienen al mezclar y fundir arena de sílice, carbonato de calcio y pequeñas cantidades de aditivos. Las principales ventajas del vidrio son la transparencia, inercia química y reciclabilidad.

1.2.9 Empaque rigidos compuestos: Se llaman así a los empaques rígidos formados por dos o más de los materiales mencionados anteriormente. Ejemplos de empaques rígidos compuestos son: tarros compuestos y los empaques de tarjeta tipo 'skin' y 'blíster'. 'blíster' .  1.3 EMPAQUES BIODEGRADABLES Son materiales que se degradan por la acción de los rayos ultravioleta de la radiación solar, de tal manera que pierden resistencia y se fragmentan en partículas diminutas. Todos los  plásticos de uso comercial en envasado son fotodegradables por la naturaleza misma del  polímero, mayor o menor grado. proceso en que la energía la luz ultravioletaenprocedente de la luz solarEste es mayor queselabasa energía de unión de losdeenlaces moleculares C-C y C-H y, por lo tanto, rompen las cadenas moleculares reduciendo su peso molecular y propiedades mecánicas. Como ejemplo práctico tenemos que una película de  polietileno común, con un espesor medio, med io, se degrada completamente (se desintegra) d esintegra) al estar expuesta continuamente a la luz solar durante los meses de máxima radiación --primavera, verano y otoño. Cabe señalar que, desde la década de los setenta, existen ex isten patentes de aditivos que, agregados al polietileno, aceleran la foto degradación considerablemente, reduciendo así el período de degradación a solo semanas de exposición al sol.  (Enríquez c., Mario; Velasco m., Reinaldo; Fernández q., alejandro,1998) .

 

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1.3.1 Solubles en agua Son materiales que se solubilizan en presencia de agua, usualmente dentro de un rango específico de temperatura, y luego se biodegradan mediante la acción de los microorganismos. Pueden ser de origen natural como los polisacáridos, por ejemplo, el almidón y la celulosa, o de origen sintético o petroquímico, como el alcohol polivinílico o copolímeros de acrilamida con derivados del ácido acrílico.   Los polímeros origen sintético no se usaninyección, en la fabricación envasescomo po rque porque no se pueden transformar pordelos métodos de extrusión, etc. Sedeutilizan espesantes para alimentos, pinturas, tratamiento de agua, etc. Además, pueden usarse como recubrimientos en la industria textil y del papel, y como adhesivos.

1.3.2 Oxo-degradables También denominados oxo-biodegradables, son materiales que desarrollan la descomposición vía un proceso de etapas múltiples usando aditivos químicos para iniciar la degradación. La primera etapa de degradación puede p uede ser iniciada por la luz ultravioleta (UV) de la radiación solar, calor y/o tensión mecánica que inician el proceso de degradación por oxidación. De esta manera se reduce el peso molecular del polímero debido a la rotura de las cadenas moleculares, quedando un remanente con suficientemente bajo peso molecular que sería susceptible de desarrollar un proceso de biodegradación con el tiempo. 1.3.3 Biodegradables Son materiales capaces de desarrollar una descomposición aeróbica o anaeróbica por acción de microorganismos tales como bacterias, hongos y algas, bajo condiciones cond iciones que naturalmente ocurren en la biosfera. Son degradados por acción enzimática de los microorganismos bajo condiciones normales del medio ambiente. En resumen, el polímero se trasforma en energía, metano, agua, CO2 y materias inorgánicas o biomasa.

1.3.4 Compostables Dentro de los materiales biodegradables, están los compostables, que son aquellos que van a degradarse completamente ¿Qué se debe tener en cuenta?  

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Periodo de tiempo determinado. Bajo la norma ASTM D 6400 y en la EN 13432 el tiempo especificado es de 180 días. Ciertas condiciones específicas. Además de lo anterior, no debe dejar residuos de metales pesados, ni toxinas. También debe ser un medio favorable para ayudar a la vida vegetal

La degradación aeróbica (dióxido de carbono y agua), es la que generalmente se utiliza para la generación de compost. Si lalosdegradación es anaeróbica productos principales son: el metano y dióxido de carbono, cuales son utilizados comolosfuente de energía.  

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Por otro lado, se define como "plástico compostables" a aquel que es biodegradable, generando básicamente dióxido de carbono, agua, y humus, a una velocidad similar a la de los materiales orgánicos sencillos (por ejemplo, la celulosa), y que no deja residuos tóxicos ni visibles. Existe regulación en la Unión Europea, como la Norma EN 13432 en vigencia desde enero de 2005, entre otras, que permite certificar los plásticos Compostables y los envases fabricados a partir de éstos, de forma tal que el consumidor pueda distinguirlos fácilmente. La certificación y el etiquetado de los bioplásticos como biodegradables/ Compostables,  permitiría tratar estos materiales posconsumo junto con la fracción orgánica (restos de comida, poda, papeles) de los residuos sólidos urbanos en plantas de compostaje, obteniéndose un compost de alta calidad que puede ser usado en fruto-horticultura o  jardinería, entre otras aplicaciones. Biopolímero es uno de esos términos que ha ingresado al léxico especializado sin que exista  para él una clara definición. S Sin in embargo, la defin definición ición que presenta Ernesto Erne sto Silva, gerente de tecnología y desarrollo de polímeros industriales y de empaques de Dupont América Latina, considera ayuda a dar claridad al tema.

1.4 CLASES DE EMPAQUE Y SU PAPEL EN LA COMERCIALIZACIÓN DE PRODUCTOS Los sistemas de empaque hacen parte fundamental de la cadena de suministro, ya que de su  pleno conocimiento dependerá el éxito del comerciante que quiera abrir nuevos mercados  para sus productos. La normatividad internacional, las técnicas, la importancia de la imagen del producto, su manejo desde la fábrica, hasta las manos del comprador. Es un proceso interesante y determinante a nivel comercial. Empaque, envase o embalaje son elementos intrínsecamente ligados a la manipulación, conservación y transporte de productos. Se definen como todo recubrimiento de estructura flexible o sólida que contiene o agrupa determinados artículos. Dentro de la cadena de suministro la relevancia del empaque respalda la autenticidad, calidad y desde luego la comercialización del producto. Los productos y sus sistemas de empaque se clasifican como: Alimentos, farmacéuticos, peligrosos e industriales.  Desde su forma natural, diseño de fábrica o estado original, hasta su destino final, los  productos precisan de ciertos cie rtos niveles de tratamiento, que hacen necesario el uso de distintos materiales, técnicas y normas, que aseguren su adecuada transición a los diferentes destinos dentro del mercado nacional e internacional. Bajo los estándares de normatividad

 

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internacional los sistemas de empaque se determinan en tres niveles característicos  principales.

1.4.1 Empaque o envase primario Es todo aquel que contiene al producto en su presentación individual o básica dispuesto para la venta de primera mano. A este grupo pertenecen las bolsas plásticas, botellas, sistema tetra brick, enlatados y frascos entre otros. El empaque debe contener datos fundamentales en los que se incluyen el nombre del  producto, marca, peso, variedad, productor pro ductor y país de origen. Asimismo, los productos perecederos deben incluir la fecha de producción y la de vencimiento. Algunos productos advierten acerca de su grado de toxicidad, forma de manipulación y condiciones de almacenamiento. Los productos de calidad, elaborados bajo normas industriales aplicadas, poseen un UPC, sigla en inglés de Universal Product Code o Código Universal de Productos. En el medio es conocido como el Código de Barras, que se traduce en una serie de dígitos que presentan información del productor y del producto prod ucto como tal. El código facilita el control rápido de inventariosacerca y costos. Un sistema de empaque de primer nivel bien pensado cumple una función comercial definitiva, ya que gracias a él se puede motivar al comprador al indicarle las fortalezas y  beneficios del producto.

1.4.2 Empaque secundario Es un complemento externo que agrupa varias muestras de empaques primarios, su función es resguardarlo en cantidades que simplifiquen su distribución, almacenamiento e inventario. Dentro del segundo nivel se encuentran las cajas de cartón, guacales (crates), canastas,  bandejas y cajas agujereadas (lugs), entre otros. Éstas deben contener ordenadamente las unidades, el recipiente debe ajustarse al producto aprovechando sus dimensiones al máximo. Las cajas deben ir debidamente marcadas indicando la cantidad de unidades, su resistencia máxima al momento de apilarlas, la marca del producto y sus características básicas. En el caso de productos de d e difícil maniobrabilidad o grado significativo de fr fragilidad, agilidad, la caja debe presentar la respectiva advertencia. En este punto del proceso, se debe tener en cuenta que, de la calidad de los materiales empleados, dependerá la buena presentación del producto.

1.4.3 Empaque terciario de embalaje o transporte El embalaje se utiliza con el fin de integrar cantidades uniformes del producto, ya dispuesto  bajo las normas del empaque secundario.

 

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Los materiales se seleccionan de acuerdo a las disposiciones del producto; sin omitir, costos, especificaciones del comprador, estándares internacionales, resistencia, fletes y entorno ambiental. Entre los empaques más utilizados se encuentran las tolvas, guacales alambrados o clavados, tarimas, canastas y contenedores entre otros. La agrupación de los productos dentro de sus respectivos resp ectivos sistemas de empaque y/o embalaje, debidamente asegurados y montados sobre sobr e la estiba, se conoce con el nombre de paletización. De la misma forma, la agrupación de pallets o contenedores se denomina unitarización. Dentro de los grandes contenedores de embarque se agregan divisores o tabiques de cartón o  plástico, con el fin de dividir y asegurar la mercan mercancía. cía. La carga es provista previamente p reviamente de refuerzos a los costados y en los extremos para aumentar su resistencia a la compresión. Aplicando los estándares en el manejo de carga internacional o norma ISO 3394, se recomienda el uso de estibas de madera con dimensiones de 120 x 100 centímetros y no más de 5 módulos, según el estándar norteamericano. Para el estándar europeo las estibas son de 80 x 120 centímetros y no más de 4 módulos. Para el transporte de carga marítima se recomienda el uso de estibas de 120 x 100. Por la especificidad en el manejo y tratamiento de las mercancías al momento de convertirlas en una sola unidad de carga o container, algunos expertos suelen darle la connotación de un cuarto nivel de empaque.

1.4.4 Marcado y rotulado El marcado o rotulado de los empaques ayuda a identificar los productos facilitando su manejo y ubicación en el momento de ser monitoreados. Se realiza mediante impresión directa, rótulos adhesivos, stickers o caligrafía manual, en un costado visible del empaque. Para una aplicación útil del marcado se deben tener en cuenta los siguientes aspectos usando como referente la norma ISO 7000:    

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 Nombre común del producto y variedad Tamaño y clasificación del producto. Indicando número de piezas por peso, o cantidad de piezas en determinado empaque o embalaje. Cantidad. Peso neto. Cantidad de envases o unidades y peso individual. Especificaciones de calidad. En caso de que el producto se clasifique en diferentes versiones. País de origen.  Nombre de la marca con logo.  Nombre y dirección del empacador.

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 Nombre y dirección del distribuidor.

En el costado opuesto del empaque se destina sólo para información sobre transporte y manejo del producto:  

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Pictogramas. Acorde a la norma internacional ISO 780, se utilizan símbolos gráficos en lugar de frases escritas. Las marcas de manipulación deben estar impresas en la parte superior izquierda y su tamaño debe superar los 10 centímetros, en colores oscuros. Identificación de transporte. Número de guía aérea o identificación del embarque, destino, número total de unidades enviadas y códigos de los documentos de exportación. Si se cuenta con la tecnología adecuada se pueden incorporar códigos de identificación electrónica tales como el UPC, sigla de Universal Product Code y el EAN, sigla de European Article Numering.

El material de las marcas debe ser indeleble, resistente a la abrasión y el manejo. Todos los contenedores deben estar visiblemente etiquetados y marcados en el idioma del país de destino.

1.4.5 Estándares o normas internacionales El conocimiento de las normas internacionales específicas para el empaque y manipulación de mercancías, es de vital importancia al momento de preparar el producto para su exportación. Entre las normas técnicas de mayor consulta y aplicación se encuentran:  

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 Norma ISO 3394, aplicada a las dimensiones de las cajas, pallets y plataformas  paletizadas. R 87 o Reglamentación 87, aplicado a los productos para venta en unidades, en lo relacionado a la descripción del contenido en cada envase o paquete.  Norma ISO 780 y 7000, referente a las instrucciones ins trucciones acerca de manejo y advertencia y símbolos pictóricos.

En la actualidad la preocupación porlalautilización conservació conservación del mediodebidamente ambiente exige la utilización de materiales reciclables, así como den maderas tratadas y de uso industrial o especies renovables.  



 NIMF Número 15, Norma Internacional para Medidas Fitosanitarias, obliga al material de madera destinado al empaque y embalaje de productos de exportación a recibir un tratamiento especial para la eliminación de insectos, hongos y nematodos.

1.4.6 Recomendaciones Recomendaciones para el futuro productor o exportador. Queda establecido sin lugar a duda que la calidad del producto va de la mano con la del empaque, que, a su vez, cumple las veces de protector, vendedor y representante comercial 2012)  al momento de llegar a su destino.(  Ramos, Ortiz 2012)   

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Es recomendable tener en cuenta las siguientes recomendaciones para garantizar la eficiencia de procesos, por consiguiente, la satisfacción del cliente:  

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Es conveniente realizar un análisis DOFA, para reconocer las debilidades y fortalezas del producto dentro del mercado, así como las oportunidades y amenazas que pueda presentar en su entorno. El empaque debe estar diseñado pensando en la protección del producto de las condiciones ambientales, de los riesgos posibles durante su manipulación, transporte y almacenamiento, busque la asesoría de un experto. Tenga en cuenta las exigencias del destinatario en lo que a materiales, cantidades y restricciones locales se refiere. Familiarícese con las normas y restricciones ambientales del país de origen. Las normas legislativas pueden variar no sólo de un país al otro, sino de un estado o  provincia al otro, tenga en cuenta investigar antes de enviar. env iar.

1.5 NUEVA OLA DE INNOVACIÓN EN MATERIALES BIODEGRADABLES El empaque biodegradable y reciclable se convertirá pronto en una alternativa viable para las empresas convertidoras. Los plásticos convencionales no se descomponen fácilmente. Según estudios recientes los residuos acumulados en los rellenos sanitarios tardan entre 200 y 400 años en degradarse, lo cual perjudica no sólo a la fauna y la flora, sino que representa contaminación visual y genera efectos dañinos en la salud pública. (Salazar Cruz, Grecia Alejandra 2016) Por esa razón cada vez surgen más productos que no perjudican el medio ambiente, son biodegradables y, después de usarse, son absorbidos ab sorbidos por la naturaleza, lo cual contribuye con la calidad de vida de todos. Poly Blow -Empresa localizada en São Bernardo do Campo, en el Estado de São Paulo, Brasil lanzó recientemente la línea ecológica Poly Bio, línea certificada por varias entidades internacionales. Con esta nueva línea, este fabricante se convirtió en uno de los pioneros en el campo de los materiales biodegradables, en el mercado brasileño.

Su nueva línea cumple con normas internacionales y consta de cartuchos, sellantes (siliconas) y frascos para uso veterinario (vacunas) biodegradables. Mediante una tecnología  biodegradable empleada em cualquier envase hecho de polietileno polietileno y polipropileno soplado o inyectado, la línea cumple con las exigencias ambientales del mercado nacional brasileño, e internacional. Algunas de las características de los embalajes biodegradables de esta nueva línea incluyen: Se trata de un producto ecológicamente correcto, es decir que no es tóxico para el medio ambiente, presenta alta durabilidad, y tarda aproximadamente 15 años en degradarse. PolyOne presenta gama de materias primas biodegradables PolyOne desarrolló recientemente una gama de masterbatches para utilizar con resinas  biodegradables. Ofrece tanto masterbatches de aditivos, como de color, para utilizar con mezclas de biopolímeros con almidón, PLA, copoliésteres y otras resinas biodegradables.

 

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Con la demanda creciente de productos biodegradables, resulta necesario controlar cada uno de los componentes del producto final, para permitir p ermitir un desecho apropiado al final f inal de su ciclo de vida. Los pigmentos y aditivos en estos masterbatches han sido seleccionados cuidadosamente para responder a los requerimientos y legislación de la industria, a la vez que ofrece propiedades y coloración deseables. La gama extendida de masterbatches, ahora disponible comercialmente, incluye:  

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OnCap™: Masterbatches  Masterbatches bio-aditivos que incluyen propiedades de antiestática,

deslizamiento, antibloqueo, barreras UV, tono azul y anti-empañado. OnColor™: Bio-Masterbatches   Bio-Masterbatches transparentes y de colores opacos.

Adicionalmente a esta gama estándar, los productos pueden ser formulados de acuerdo con las necesidades de los clientes para responder a necesidades de aplicaciones específicas. Para cada uno de los masterbatches se utiliza un medio trasmisor biodegradable específico, por ejemplo, almidón, PLA (de Natureworks LLC), copoliéster, etcétera. Estos colores encuentran usos en procesos de extrusión de película y lámina. PolyOne actualmente vende masterbatches de color para utilizar en la fabricación de bolsas desechables basadas en almidón para el mercado europeo. Y, partiendo de esta experticia en moldeo por soplado, PolyOne también ha desarrollado colores transparentes para botellas  biodegradables. Plantic y Amcor colaborarán en un nuevo empaque flexible y biodegradable Amcor Australasia y Plantic Technologies Limited trabajarán en el desarrollo de un nuevo material biodegradable que podría cambiar la manufactura convencional de los empaques y suministrar a los fabricantes y los distribuidores una solución de empaque económica, funcional y sostenible desde el punto de vista ambiental. Plantic ofrecerá su material patentado Plantic: Un plástico creado a partir de plantas, que se disuelve rápidamente al contacto con el agua. Amcor utilizará el material Plantic para llevar a cabo pruebas de la resina en una operación comercial de la película para empaques. Hasta la fecha, los materiales Plantic se han utilizado como plástico rígido en bandejas de dulces y galletas. La colaboración de Plantic y Amcor busca desarrollar un plástico delgado y duradero para el empaque de alimentos, como las envolturas y sobre envolturas de las  barras de chocolate. Plantic también desarrolló su portafolio de resinas para incluir grados para moldeo por inyección. Michele Allan, gerente general de investigación inves tigación y desarrollo de Amcor, dijo: "esta alianza combina nuestro arte forense de última generación y la capacidad de desarrollo con la experiencia de Plantic en la tecnología de productos biodegradables. Responde a una demanda de nuestros clientes para encontrar soluciones de empaques biodegradables mejoradas y a la creciente necesidad de los consumidores de empaques amigables con el ambiente".

1.5.1 Plástico biodegradable basado en materia prima renovable BASF (Multinacional Química Alemana) Presenta Ecovio, material que consta de 45 por ciento de ácido poliláctico obtenido del maíz. BASF desarrolló su primer plástico  

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 biodegradable basado en materia prima renovable. El plástico incorpora 45 por ciento de ácido poliláctico, un material obtenido del maíz. El otro componente es el plástico  biodegradable Ecoflex, también de BASF, derivado de petroquímicos. petroq uímicos. "El mercado global de los plásticos biodegradables aún es pequeño, pero crece rápidamente. Ecovio nos permitirá incrementar aún más nuestra participación en el mercado de este atractivo negocio", dijo el Dr. Fred Baumgartner, director de la división de estirénicos de BASF. Incluso ahora, la compañía es uno de los proveedores líderes en esta área, gracias a Ecoflex. Por una parte, Ecovio se puede utilizar para producir películas flexibles con las cuales se  pueden fabricar bolsas y otros empaques biodegradables. Por la otra, los elementos tales como las carcasas de los teléfonos móviles y los vasos de yogurt se pueden producir si se agregan otros componentes a Ecovio. En términos de sostenibilidad, Ecovio ofrece una ventaja adicional: El ácido poliláctico utilizado en su manufactura es en gran parte neutral en cuanto a producción de dióxido de carbono durante su reciclaje.

1.5.2 Película metalizada biodegradable Innovia Films, empresa a la vanguardia en el desarrollo de películas para envase  biodegradables y compostables, lanzó recientemente una película metalizada biodegradable llamada NatureFlex. Actualmente se están completando las pruebas para obtener su certificado de biodegradabilidad y compostabilidad de acuerdo con la norma europea EN 13432. NatureFlex™ NM ha sido catalogada para ser el primer metalizado biodegradable

disponible incluso para abono casero. La película está compuesta por un recubrimiento que ofrece una avanzada barrera al vapor de agua, es sellable en frío y fácilmente imprimible haciendo uso tanto de tintas base solvente, agua, como UV. Tiene una maleabilidad natural, que la hace ideal para ser utilizada en envolturas tipo racimo que requieren una torsión del material, pero también puede ser utilizado a manera de envolturas tubulares.

1.5.3 Película biodegradable para el mercado de alimentos. La compañía Treofan, con sede en Alemania, firmó un acuerdo con la estadounidense NatureWorks para comercializar su película biodegradable para el empaque de alimentos. Durante el último año, los proveedores de empaques han lanzado nuevas formas de plásticos biodegradables fabricados a partir de plantas, sobre todo del maíz, sobre la premisa de que habrá una demanda creciente por aquellos empaques que sean amigables con el medio ambiente. El desarrollo de tales empaques también es fomentado por la reciente escalada en los precios del petróleo, que está poniendo a los polímeros basados en petróleo en el mismo rango de precios de los empaques que no son derivados del crudo.  NatureWorks desarrolla y produce ácido poliláctico (PLA), un material proveniente del maíz que se puede utilizar para empaques de alimentos. Treofan utiliza el PLA para fabricar

 

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 película para empaques con la marca Biophan. Esta alianza les ayudará a posicionarse en el mercado de alimentos, cosmético y de materiales para oficina. El Biophan es una película  protectora con un brillo y transparencia extraordinarios, gran facilidad para la impresión,  buenos atributos de sellado, y se transforma completamente en dióxido de carbono y agua en un período de 45 días.

1.5.6 Película fabricada a partir de pulpa de madera renovable. Innovia se convirtió en la más reciente comp compañía añía en ofrecer ofrece r películas para empaques  biodegradables alternativos al plástico, el cual está subiendo de precio.  Innovia dice que su empaque biodegradable biodegrad able NatureFlex cumple con la demanda por este tipo de materiales por parte de la industria alimentaria. La película de NatureFlex es fabricada a  partir de pulpa de madera renovable, proveniente de plantaciones sostenibles certificadas por estándares europeos y estadounidenses. La película es brillante y transparente, se comporta  bien en la línea de producción y tiene un rango de sellado s ellado de 70 °C a 200 °C. Esta película es más resistente que otros biopolímeros, lo cual la hace ideal para empacar en serie y para amoldarse a la forma del producto. pr oducto. Adicionalmente, está libre de estática, lo que la hace más fácil de manejar. La capacidad para agregar capas biodegradables sobre sobr e la película les da a quienes la procesan la posibilidad de empacar con diferentes niveles de grosor y así cumplir con las distintas demandas.

1.5.7 Cremallera biodegradable. Zip-Pak   presentó presentó recientemente sus cremalleras biodegradables para bolsas flexibles. Con regulaciones sobre reciclaje cada vez más estrictas en toda la Unión Europea, las empresas  procesadoras de alimentos se encuentran bajo presión para utilizar empaques más amigables con el medio ambiente. Zip-Pak afirma que su cremallera biodegradable les permite a los convertidores de películas y bolsas producir empaques que les ayuden a cumplir con los requerimientos de conveniencia para su fácil almacenamiento. Los dueños de las marcas ahora pueden usar empaques biodegradables con cremallera para sus productos alimenticios tales como nueces, panes y quesos

 

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2. ESTADO DEL ARTE A través del tiempo el reciclaje ha venido tomando fuerza para reducir el impacto ambiental generado por los desechos, varios estudios se han venido enfocando en cómo se pueden aprovechar los residuos en su mayoría orgánicos y generar nuevos productos y/o materiales, con alternativas de producción más limpios; uno de los estudios más destacados es el aprovechamiento del almidón nativo de plátano , para el uso potencial en la fabricación de materiales para empaque biodegradable (Tejeda,Flores,Perez,Bastida,2011),el estudio consiste en optimizar el almidón nativo del plátano, ya que es una materia prima muy importante para la elaboración de plásticos biodegradables, sin embargo presenta ciertos inconvenientes como son el color y las bajas propiedades mecánicas que se obtienen de sus  películas. Además de los estudios mencionados anteriormente; en cuanto a los revestimientos en los empaques orgánicos se encuentra una investigación que es filmes y revestimientos comestibles como empaques activos biodegradables en la conservación de alimentos; los cuales interactúan con los alimentos con el fin de extender su vida útil, el uso de filmes y revestimientos comestibles a base de biopolímeros ha tomado gran importancia en la industria gracias a sus características de biodegradabilidad, que contribuyen a disminuir la contaminación ambiental (Durango,Solares,Arteaga,2011), con este estudio se evidencia la importancia de los recubrimientos a base de fuentes orgánicas que permiten ser efectivos en la preservación de muchos alimentos. Por otra parte (Ruiz Avilés, 2006) realizó una investigación donde se obtuvo polímero  biodegradable a partir de almidón de yuca al procesar mezclas de almidón y una extrusora de mono husillo, las variables que se tuvieron en cuenta fueron: perfil de temperatura, torque y velocidad del husillo, Se evalúan características mecánicas y fisicoquímicas mediante ensayos de tensión, análisis térmico de calorimetría diferencial de barrido (DSC). Lo  principal de esta investigación es el aprovechamiento de material orgánico para el desarrollo de un polímero, lo que permitiría a largo plazo reemplazar los materiales de fabricación de un empaque fortaleciendo la disminución del impacto ambiental generado por el uso de  plástico y los derivados del petróleo. En el estudio desarrollado por (Aníbal Quispe, 2015) se plantea que la contaminación generada por los residuos orgánicos sólidos y su mal manejo; Se especifican las razones del  porque cuando se hace el desuso de dichos d ichos elementos, su poco aprovechamiento bloquea las  posibilidades de generar alternativas que q ue resuelvan problemáticas ambientales, también este trabajo se describen y explican los procesos, resultados e impactos generados y los aprendizajes logrados; La conceptualización que se crea al generar una concientización de cómo podemos fomentar el uso de los residuos orgánicos, además se puede articular al desarrollo de nuevos productos que ahorren o finalmente reemplacen aquellos que generan contaminación. En términos de materiales biodegradables en empaque encontramos el estudio de (Villada, Acosta, Velasco, 2007), en este encontramos que el uso de algunos polímeros aplicados en la agroindustria de empaques biodegradables, como también algunos conceptos sobre

22

 

recubrimientos para productos alimenticios y otras estructuras membranosas. Con los  biopolímeros naturales renovables se abre la posibilidad de producir recubrimientos y empaques biodegradables a partir de materia primas autóctonas de Latinoamérica con destino a la protección de alimentos y otros usos agroindustriales. Otro estudio relacionado con la conservación conser vación de alimentos a partir de revesti revestimientos mientos y aceites naturales es sobre. El empaque activo puede ser definido como un modo de empacamiento en el cual el empaque, el producto y el medio ambiente interactúan para prolongar la vida de anaquel. Una opción es incorporar agentes antimicrobianos dentro de un polímero qu quee limite el crecimiento microbiano extendiendo la fase LAG (Han, 2000). Plantas culinarias, aromáticas y especies han mostrado actividad antimicrobiana, antifúngica y antioxidante que  pueden ser utilizadas como alternativas naturales para conservación de alimentos en las cuales sus agentes activos son obtenidos como “aceites esenciales” (Teissedre and

Waterhouse, 2000 en Uyttendaele, 2004), una de ellos es el de orégano estudiada por su alta capacidad que le brindan sus extractos que contiene compuestos fenólicos (Cutter, 2000 en Maguregui, 2003) Con base en los datos explicados anteriormente y analizando de manera exhaustiva cada uno de los mismos, se concluye que el desarrollo de empaques a partir de residuos orgánicos, se ha abordado de manera muy amplia yaépoca que se han estamos explorado diferentes materiales y  posibilidades, lo que es primordial en esta d onde donde sintiendo las consecuencias del impacto ambiental que hemos generado, por lo tanto, los avances y estudios realizados en torno a este campo son de vital importancia. El aporte que se brinda en este proyecto  permite caracterizar, aislar y mejorar los diferentes materiales orgánicos que se pueden emplear para generar un empaque.

 

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OBJETIVOS GENERAL 

 

DESARROLLAR UN EMPAQUE A PARTIR DE MATERIALES ORGÁNICOS, PARA LA CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS.

Objetivos Específicos

 

Identificar qué tipo de materiales orgánicos se pueden recolectar, para generar alternativas hacia el desarrollo del material.

 

Determinar las variables que inciden en la conservación de los productos, para mejorar el almacenamiento de los productos orgánicos.

 

Proponer el desarrollo conceptual y formal del empaque, a partir del análisis del material y las condiciones de almacenamiento.

 

Proponer el uso del empaque desarrollado para disminuir el impacto ambiental, en la comercialización de los productos en el mercado agroecológico.

 

Proponer una alternativa de empaque orgánico, para el desarrollo de los productos de la red de mercados agroecológicos del valle del cauca.

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VENTAJAS QUE SE PUEDEN ATRIBUIR AL USO DEL EMPAQUE CON ESTE TIPO DE MATERIALES

  Impresión fácil y de excelente calidad, por el empleo de todos los procesos

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conocidos: tipografía, offset, huecograbado, flexografía, etc.

  Muy buen comportamiento en el cortado, trazado, plegado y manipulación, lo que

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otorga sencillez y fluidez a las operaciones de construcción, armado y llenado automático de los empaques.   Facilidad de ser pegados con todo tipo de adhesivos, creándose uniones muy

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resistentes. Factibilidad de emplear broches metálicos.   Obtención de empaques livianos, pero no obstante sumamente rígidos, autoportantes

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y de adecuada resistencia al impacto y a la deformación; factor de suma importancia en la preservación de productos frágiles o deformables.   Facilidad de eliminación del empaque una vez cumplida su misión, y lo que es muy

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importante desde el punto de vista económico: posibilidad de ser reutilizados como materia prima en la fabricación de papel.   Bajo costo en comparación con el de otros materiales que ofrecen igualdad de

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características, especialmente rigidez.   Gran adaptabilidad para ser utilizados en combinación con otros materiales

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empleados en la industria del empaque: plásticos, metales, etc.   Alto grado de compatibilidad con productos alimenticios y medicinales debido al

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 proceso de asepsia que su s u proceso de fabricación implica.

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3. METODOLOGIA PROCESOS Y RESULTADOS RESULTADOS 3.1 Metodología 1.  Búsqueda de información

Se realizó haciendo una amplia búsqueda de estudios relacionados al tema de materiales amigables con el medio ambiente, con miras a reemplazar el plástico para  buscar un material ssostenible, ostenible, esto se apo apoyó yó con un buen soporte inves investigativo tigativo para relacionarlos con el proyecto. La búsqueda se realizó en bases de datos de la universidad a través de recursos electrónicos del Sinab (Sciencidirect, Patentscope y Google Academic). Se Identificaron los materiales amigables al medio ambiente por medio de la anterior  búsqueda de información, con el objeto de conocer su comportamiento físico, químico y mecánico para proponer hacer los ensayos correspondientes.

2.  Elaboración de la encuesta  

Se definió el perfil de las personas a encuestar (agricultores de la red de mercados agroecológicos).

 

Seguido se definió las preguntas, la primera parte son preguntas dirigidas a qué tipo de productos producen y la segunda parte p arte se referirá a unos de empaques (en total son 7 preguntas).

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

3.  Desarrollo de la encuesta 

 

Organización de las encuestas (desarrollo de preguntas).

 

Elaboración de la encuesta, esta se llevará a cabo con presencia del evaluador.



4.  Análisis de los resultados  

Se tabularon los resultados obtenidos

 

Se analizaron los datos







 

Descripción de resultados

26

 

5.  Selección de material  

Sustentada la investigación, se hizo la selección del material para trabajar la propuesta prop uesta de empaque.

   

Matriz de selección, describiendo propiedades de los materiales analizados. se calificó de 1 a 5.

 

La propuesta con mayor calificación se eligió.

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





6.  Pruebas con el material  



Se realizaron pruebas con el material elegido en el laboratorio de materiales. Se inició realizando una amplia búsqueda de normativa tanto a nivel nacional como internacional, para la elaboración de las probetas de ensayos mecánicos. La búsqueda se realizó en las bases de datos de la universidad a través de recursos electrónicos del Sinab (Normas técnicas colombianas (NTC) y ASTM and Engineering Digital

 



 



Library) en el cual se realizaron las siguientes pruebas mecánicas: Se investigó y analizo las NTC y ASTM para realizar los ensayos mecánicos al material ecológico y el mercado empaques, se realizó una comparación de ambos materiales que nos concluyó el bajo impacto ambiental, social y económico en sus  procesos productivos. fueron pruebas para demostrar las propiedades del material (resistencia, maleabilidad, desempeño, temperatura).

7.  Elaboración rueda de lids (matriz de ecodiseño de impacto ambiental).   Se realizó matriz de la rueda de LIDS, donde nos permite conocer y entender las



 prioridades de las necesidades de las organizaciones en sus procesos de producción y encontrar, además respuestas innovadoras a esas necesidades a través de mejora continua de los productos, para maximizar la oferta de valor, además de que se puede hacer un análisis de la eficacia de los procesos de producción y recolección.

  Se empleará un software de ilustrator con la aplicación de rueda de LIDS, análisis de



resultados. 8.  Elaboración de las probetas de ensayos:   Las probetas se elaboraron con los parámetros y especificaciones de las



normas NTC (Normas técnicas colombianas) de ensayos físicos y mecánicos  para materiales; principalmente fue una etapa de exploración del material ya

 

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  



que es de origen totalmente orgánico, las probetas se prepararon a partir de los siguientes pasos: Recolección materia prima. cortado. Proceso de acondicionamiento (dejar secar y poner a cocción). Triturado (uso de la licuadora).



Preparación de moldes.    Proceso de secado en el horno y a temperatura ambiente.



9.  Elaboración de ensayos mecánicos  

Una vez elaboradas las probetas, se realizó los ensayos físicos y mecánicos, donde se  pusieron a prueba cada una de las características dispuestas para elaborar un empaque, se implementaron las normas ntc (normas de los ensayos de la madera), ensayo de humedad, ensayo de impacto, ensayo de flexión y ensayo de rasgado.   se cumplió el  procedimiento paso a paso y estándares de calidad en cuanto a maquinaria en los laboratorios de química y de materiales de la Universidad Nacional de Colombia sede Palmira, utilizando ambientes acordes con las normativas para dichos  procedimientos, con el ob objeto jeto de obtener resultados conformes, con las normativas, donde, se compararon ambos resultados para contener conclusiones finales o mejoras al producto final.

10. Análisis de los resultados  

Los resultados se analizaron de acuerdo a la norma técnica colombiana y cada uno de los ensayos ya mencionados, donde se comparan los siguientes aspectos, impacto, humedad, resistencia a la carga y rasgado, realizando comparación con el cartón corrugado y el mdf de 3 mm, para determinar el comportamiento que tienen estos materiales a esfuerzo y reacciones, con la finalidad de determinar las ventajas y desventajas para el uso en el mercado agro.

11. Discusiones y conclusiones sobre resultados  

Las conclusiones y discusiones sobres los resultados de los ensayos físicos y mecánicos, realizados a los materiales de la vaina de la palma y hoja y tallo del  plátano; están dados sobre los requerimientos de las normas NTC (Normas Técnicas Colombianas) que lo exigen, con el objetivo de observar los puntos estructurales de ambos materiales para su adecuada aplicación en diversos usos en el entorno del mercado de los empaques ecomiagables.

12. Etapa de conceptualización de diseño    



Búsqueda de información sobre la tendencia en la que se quiere basar el diseño.



Como siguiente se hacen los requerimientos y determinantes del diseño.

 

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13. Análisis de referentes de empaques (diseño).      

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



Búsqueda de referentes de diseño. análisis de las características formales y funcionales. comparación entre referentes, sacando puntos críticos de intervención.

14. Bocetación    

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

Realización de los bocetos. Definición de la forma (colores, textura, accesorios)

15. Prototipado    





Realización de los prototipos. Escoger propuesta final.

11. Entrega final.

 

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4. RESULTADOS 4.1 Elaboración de la encuesta  

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Se Definió el perfil de las personas a encuestar (agricultores de la red de mercados agroecológicos).

 

Seguido se definieron las preguntas, la primera parte son preguntas dirigidas a qué tipo de productos producen y la segunda parte se refirieron al uso de empaques (en total son 7 preguntas).

 

Socialización y acercamiento a los agricultores sobre el proyecto, se hizo una  presentación donde se contaron los puntos pun tos más importantes del proyecto.

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

A continuación, se muestra la encuesta realizada al grupo de personas. ENCUESTA PARA EL DESARROLLO DE UN EMPAQUE ORGÁNICO  1.Qué tipo de alimentos en el mercado considera que deben estar bien empacados.  a. Verduras  b. frutas  c. alimentos procesados  d. otros especifique que otros _____________________________________________________  

2.Qué tipo de material utiliza en el empacado de los productos.  a. plástico  b. papel  c. d. vidrio no utiliza  

3. considera usted que el uso de un empaque e mpaque es necesario para la exhibición de sus productos.  si ___ no ___

porqué __________________________________________  

4. Conoce sobre los empaques orgánicos.  a. b.

si no

5. Qué tipo de empaques orgánicos conoce  a. bolsas

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b. cajas  c. otros  especifique que otros________________________________________________________  

6.Considera importante el uso de empaques orgánicos en sus productos.  Si ___ no____ porque________________________________________________________  

7.Qué tipo de productos maneja principalmente en el mercado.  a. alimentos procesados  b. verduras  c. frutas  d. otros  especifique que otros________________________________________________________  

Encuesta elaborada por el estudiante a cargo del proyecto. Desarrollo de la encuesta  

Organización de las encuestas (desarrollo de preguntas), se desarrollaron las  preguntas teniendo en cuenta la investigación de campo realizada evidenciando la falta de un empaque que tuviera las características y coherencia que manejan los  productores en contraste con el recurso recur so ambiental.

 

Elaboración de la encuesta, esta se llevará a cabo con c on presencia del evaluador, se hizo la encuesta, primero se aprovechó un encuentro de los agricultores realizado en la universidad , y se pidió tiempo para realizar la encuesta, se repartieron 19, pero debido a la agenda del evento muy pocos agricultores respondieron, entonces se decidió

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

hacer la encuesta paraylasecomodidad de los se.hizo un formulario en Google con lasvirtual preguntas respondieron de agricultores, manera rápida Enlace de la encuesta  

https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLScZXhw88R8xYpe5dUp4YponDwDili xMnf3RjJOmPz_fIzWug/viewform?fbclid=IwAR2J9NqhOYRCqybZA2j3Nd38Wx CpPIfZbd6yKkK0cq7K0YzoGjeoS6kAKPs   CpPIfZbd6yKkK0cq7K0YzoGjeoS6kAKPs

Análisis de los resultados

 

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

Se tabularon los resultados obtenidos, lo más importante es detectar qué tipo de  productos ven la necesidad de ser empacados para la conservación y exhibición en el mercado.

 Figura 1. resultado en gráficas y porcentaje de la pregunta número 1.

Obtenido en: Universidad nacional de Colombia sede Palmira  

 Figura 2.resultado en gráficas y porcentaje de la pregunta número 2.

Obtenido en: Universidad nacional de Colombia sede Palmira

3. considera usted que el uso de un empaque es necesario para la exhibición de sus productos, si/no y porque, en esta pregunta se enfatizo en los argumentos sustentados para la pregunta.en total fueron 15 respuestas, como se muestra en la ( figura 3). 

 

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 Figura 3.respuestas dadas para el argumento de la pregunta número 3.  3. 

Obtenido en: Universidad nacional de Colombia sede Palmira

 Figura 4.grafica e interpretación de la pregunta número 4.

Obtenido en: Universidad nacional de Colombia sede Palmira.

 

33

 

5.Que tipo de empaques orgánicos conoce, en esta pregunta se enfatizo en los argumentos sustentados para la pregunta.en total fueron 15 respuestas, como se muestra en la ( figura 5). 

 Figura 5.respuestas dadas para el argumento de la pregunta número 5.

Obtenido en: Universidad nacional de Colombia sede Palmira.

6.Considera importante el uso de empaques orgánicos en sus productos, si /no y por qué? en esta pregunta se enfatizo en los argumentos sustentados para la pregunta.en total fueron 18 respuestas, como se muestra en la ( figura 6). 

 

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 Figura 6.respuestas dadas para el argumento de la pregunta número 6.

Obtenido en: Universidad nacional de Colombia sede Palmira.

 Figura 7resultado en gráficas y porcentaje de la pregunta número 7.

Obtenido en: Universidad nacional de Colombia sede Palmira.  

 

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Se analizaron los datos de acuerdo a las gráficas como se pueden ver en las (figuras del 1 ala 7) y las respuestas dadas por los encuestados. en cada una de las gráficas dadas, se evidencio la necesidad de exhibir sus productos en el mercado, en su mayoría alimentos procesados. Descripción de resultados.

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Descripción de los resultados  

En la (figura 5) se observa que la cantidad de respuestas siempre van orientadas a que solo se conocen, cajas y bolsas de material orgánico, por lo tanto, se dedujo que el conocimiento por parte de la gente del mercado de empaques biodegradables es muy bajo.

 

Se evidencio como se ve en la (figura 6) también que los encuestados consideran muy importante el uso de empaques biodegradables, para la conservación de sus  productos, ya que lo ven como una manera más aséptica y menos contaminante de ofrecer sus productos.

 

Se noto un comportamiento en la dirección de a qué tipo de productos debería ser orientado el empaque, llegando a una conclusión que debería ser a productos  procesados, teniendo en cuenta que las futas f utas y verduras son ddee consumo inmediato.

 

Se logro identificar como se ve en la (figura 2), que porcentaje de encuestados, utiliza empaques de derivados del petróleo, ya sea plástico, icopor, etc., teniendo en cuenta este porcentajedel y valle dado deque los encuestados la red de agroecológicos la cuaca, se evidenciapertenecen la alarmantea situación quemercados no va en lógica son sus conceptos básicos que son el auto sostenimiento, y el bajo impacto en sus actividades.

4.2 Matriz de selección En esta tabla (figura) se colocaron a consideración las 3 materias primas con las que se van a realizar las propuestas de empaque, de acuerdo a la encuesta realizada y el análisis de los resultados, y principalmente las características que debe tener el material para dicho fin que son las siguientes: Características del material a escoger 

 

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Resistencia para contención de los alimentos.

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Protección para el alimento al medio ambiente

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Conservación de los alimentos

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Apariencia formal estética para el mercado

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Fácil producción y creación

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Los elementos requeridos sean de fácil adquisición y/o recolección

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Que sea biodegradable

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 

Resistencia a la humedad generada por los alimentos.

De acuerdo con esto como se evidencia en la (tabla 1), se calificó de 1 a 5 siendo uno la más  baja calificación y 5 la más alta. ((las las calificaciones se dieron a partir de las características que debe tener el material para el desarrollo del proyecto).

TABLA DE SELECCION

Tabla 1. selección de los materiales dispuestos.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira.

4.3 Materiales El material creado, está constituido de materias primas orgánicas con un mínimo de materiales procesados. Estas materias primas son residuo res iduo de hoja de palmera o vaina, residuo de madera o aserrín y el material procesado es el carpincol.

4.4 Procedimiento experimental para desarrollar el material a partir de d e la vaina de la palma Para recolectar la materia prima y realizar el procedimiento, se realizó un presecado de la vaina, porque se recolecta cuando está verde ( figura 8), ya que todavía se encuentra muy maleable y flexible pudiendo observar varias características que quieren conservar en el material, después de dos semanas aproximadamente se recomiendo una semana sema na y dos días la

 

37

 

cual pasó de tener un color verdoso a un color ocre debido al proceso de secado que se hace de forma natural, como se ve en la ( figura 10). Una vez seca la vaina se pasó preparar la mezcla de carpincol con aserrín, se revuelven hasta formar una muestra coloidal, la mezcla está a una porción de 1:1 20 gr de aserrín y carpincol. Cuando esté lista la preparación de la materia prima, se cortó la hoja de la vaina aproximadamente más pequeña de la medida general de la prensa (220 mm x 133 mm), teniendo presente haber colocado previamente en sanduche las láminas, como se ve en la (figura 9), lo cual facilita el secado y saca toda la humedad en la muestra. Se colocaron dos láminas, lo que se quiere generar es un material resistente pero ligero, el grosor es de 5 mm aproximadamente, las láminas están dispuestas en la misma dirección para generar más resistencia en las terminaciones. Al tener listo las dos láminas aglomeradas con la mezcla de aserrín y carpincol, se mete en la prensa por dos días ( figura 12), estando pendiente de que la presión no baje para par a garantizar un secado unilateral y de calidad. Después de esto la probeta se mete al horno por otros dos días, a una temperatura de 60 grados aprox. para un secado completo, pensando en evitar fallas al momento del corte y/experimentos.

 Figura 8.Vaina de la palma verde.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 

38

 

 Figura 9.proceso de apilamiento y presión.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 Figura 10.Vaina de la palma después de una semana y media de secado.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 

39

 

 Figura 11.Control de presión de la prensa. 

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 Figura 12.Prensa

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

4.5 Procedimiento experimental para el material material a partir de la Hoja de plátano y tallo Se recolectaron hojas de plátano, verdes, se separaron las hojas del tallo, para realizar las diferentes muestras con cada una de las fibras. Para el tallo se cortan pedazos de aproximadamente 3.5 cm y se abren por la mitad para facilitar la cocción de la fibra como se ve en la (figura 13), para la hoja se cortan en cuadrados de 3 cm por cada lado, las dos fibras se dejan reposando en agua durante 2 horas después de realizar el procedimiento de cortado.

 

40

 

Una vez pasadas las 2 horas se cuelan y se preparan en una olla con agua hirviendo (una ( una para los tallos y otra para las hojas), previamente se dejó el agua hasta el punto de hervor y se metieron las fibras, la cocción a fuego constante durante 1 hora y media máximo 2 horas. Una vez pasado el tiempo se comprueba que la fibra tenga apariencia pastosa y gelatinosa, se verifica que se encuentra así se pasa colar y echar en la licuadora con medio vaso de agua (se utiliza la misma agua dejada en el recipiente), se licua hasta que se forme una pasta se saca y se coloca sobre una toalla absorbente absorb ente o un trapo en su defecto para par a absorber el exceso de humedad, como se ve evidencia en la ( figura 15 y 16). Se tiene listo un tamizado de malla fina para colocar la mezcla y esparcirla de manera homogénea generando una superficie plana, preferiblemente se recomienda hacer este  proceso en la prensa para evitar que no quede homogénea, se deja secar al sol aproximadamente, 2 días y se tiene listo el material para las pruebas ( figura 17 y 18).

 Figura 13.Tallo de la hoja de plátano, en cocción.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 Figura 14.Material ya triturado y puesto en un colador para absorber toda la humedad y darle forma.

 

41

 

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 Figura 15.Toalla que absorben la humedad del material.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 Figura 16.Toalla que absorben la humedad del material con un peso para moldear.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 

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 Figura 17.Material ya seco cortado y procesado.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 Figura 18.Material ya seco y cortado, con molde y resultado cóncavo.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

4.6 Ensayos Aplicados A la probeta de vaina de palma se le realizaron los siguientes ensayos de material, resistencia a la humedad, ensayo de impacto y ensayo de flexión, debido a que con este tipo de material se piensa diseñar un empaque rígido que protege de factores externos (golpes, temperatura, fracturas) a los alimentos procesados, además de que su estructura formal permite desarrollar una forma atractiva. Ensayo de impacto 

 

43

 

Para la realización de esta prueba se utilizaron 4 probetas de dimensiones 3.5 cm x 10 cm, (figura 19 y 23) 2 del material diseñado y las otras 2 de MDF, las cuales fueron sometidas a impacto por caída libre de las mismas probetas a distintas alturas, para después ser comparadas, dicha prueba se utilizó para medir la resistencia golpes y roturas. Las probetas son sometidas a una caída libre en primera medida a 2 metros de altura y en segunda a una caída de 4.7 metros de altura, en la ( figura 22 y 24) se evidencia el resultado de las probetas una vez aplicada la prueba.

 Figura 19.Ensayo de impacto a 2 mts.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira.

 Figura 20.Lanzamiento de la probeta.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira.

 

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 Figura 21.lanzamiento de la probeta a 4.7 mts.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira.

 Figura 22.estado final de las probetas.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira.

 Figura 23.lanzamiento mdf.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira.

 

45  

 Figura 24.estado final del mdf.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira.

En primera medida se realiza el ensayo para corroborar la hipótesis que, al ser un material laminado y aglomerado en el caso de exponerse a una caída a una altura determinada, tendría lugar así a posibles roturas, quiebre y fracturas en las estructuras laminares que lo componen, dado a que, en el momento de cortarse para atribuirle una forma, podría perder propiedades de resistencia a impactos. Material diseñado

Probetas a y b ALTURA (m)

0 2

DEFORMACION (mm) 0 0

4.7

0

Tabla 2. Comparativos de los resultados del ensayo de impacto para el material diseñado.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

Momento inicial:  No presenta ninguna deformación ni roturas. Fin de la prueba:  No presenta ninguna deformación ni rotura.

 

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MDF

Probetas a y b ALTURA (m)

DEFORMACION (mm)

0

0

2

0

4.7

0

Tabla 3. Comparativo de los resultados del ensayo de impacto para el mdf.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales. Momento inicial:  No presenta ninguna deformación ni roturas. Fin de la prueba:  No presenta ninguna deformación ni rotura. Análisis

Tabulación y grafica de deformación Vs altura de caída libre   Altura (m)

diseñado MDF

2

0

0

4.7

0

0

Tabla 4.Comparativo de la gráfica de deformación vs altura de caída libre de los materiales comparados.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 

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RESISTENCIA AL IMPACTO DISEÑADO

MDF

1    N0.8    O    I    C    A0.6    M    R 0.4    O    F    E    D0.2

0

0

0

0

0 2

5 ALTURA (METROS)

Tabla 5. Grafica de deformación vs altura por caída libre.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

Se decide realizar una prueba de impacto por caída libre de las diferentes probetas. Es fundamental que la prueba se realice a diferentes alturas debido a que se requirió establecer un límite de impacto frente a lo que se puede estar sometido como empaque (figuras  23 y 21). Teniendo en cuenta esto, al aplicarse caída libre desde los 2 y 4.7 metros de altura, las  probetas del nuevo material presentaron un impacto sin rebotes (figura 20), en el cual no  presentaron variación con respecto a las medidas iniciales, en la dimensión ni en la forma. Frente al MDF, se encontró que, pese a que tampoco sufrió deformaciones, defo rmaciones, no presento tanto rebote como el material diseñado, esto quiere decir que el material diseñado frente al mdf,  presenta alta resistencia al impacto, al mismo nivel que el mdf, como se evidencia en la gráfica. Ensayo de Humedad

Para la realización de esta prueba se utilizaron 4 probetas de dimensiones 3.5 cm x 10 cm, las cuales fueron sometidas a humedad en distintos tiempos, para después ser comparada. Para la realización de este ensayo se utilizó, jeringas, probetas, silicona y agua como se evidencia en la (figura 25).

 

48  

 Figura 25.Probetas y jeringas.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 Figura 26.Disposicion de la prueba.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 Figura 27.Probetas con 10 ml de agua.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 

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 Figura 28.Probetas después del ensayo.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

Material diseñado Probeta 1 TIEMPO (h)

0 1 2 3

FILTRACION (ml) 0 0 0 0

Tabla 6.Comparativo entre el tiempo y la filtración de la prueba de humedad del material diseñado (probeta 1).

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

Probeta 2

TIEMPO (h) 0 1 2 3

FILTRACION (ml) 0 1 1 1

Tabla 7.Comparativo entre el tiempo y la filtración de la prueba de humedad del material diseñado (probeta 2).

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 

50  

Momento inicial: 10 ml  No presenta ninguna filtración hasta las dos horas. hor as. Al cabo de 3 horas: 8 ml, presenta filtración de agua y cambio en la dimensión en uno de los laterales. MDF Probeta 1 TIEMPO (h)

0 1 2 3

FILTRACION (ml) 0.5 1 2 2.5

Tabla 8.Comparativo entre el tiempo y la filtración de la prueba de humedad del material comparado. (mdf, probeta 1).

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 Figura 29.Pesado de la probeta A.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 

51

 

 Figura 30.Probetas de mdf sometidas al ensayo. Obteni do: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

Momento inicial 9.5 mil Desde el momento inicial presenta filtración de agua. Al cabo de 3 horas 7.5 ml, presenta filtración de agua y cambio en la dimensión de los

laterales y zona central. Probeta 2

TIEMPO (h) 0 1 2 3

FILTRACION (ml) 1.5 2.5 3.5 4.5

Tabla 9.Comparativo entre el tiempo y la filtración de la prueba de humedad del material comparado (mdf, probeta 2).

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 

52

 

 Figura 31.. Pesado de la probeta B.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 Figura 32.Probetas de mdf sometidas al ensayo.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

Momento inicial 9 ml Desde el momento inicial (0 horas) presenta filtración de agua. Al cabo de 3 horas 5.5 ml, presenta filtración de agua y cambio en la dimensión de los laterales y zona central.

 

53

 

Análisis

Tabulación y grafica de filtración de humedad Vs el tiempo FILTRACION ml TIEMPO (h) 0 1 2 3

DISEÑADO 0 1 1 1

MDF 1 2,5 3,5 4,5

Tabla 10. Tabulación de los resultados entre los materiales comparados.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 Figura 33.Probetas de mdf después de 3 horas.

Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 

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RESISTENCIA A LA HUMEDAD 5     ) 4    L    M     (    N3    O    I    C 2    A    R    T    L    I 1    F

0 1

2

3

4

TIEMPO (HORAS)

DISEÑADO

MDF

Tabla 11. Grafica de resistencia a la humedad vs el tiempo.

Obtenido: Universidad Nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

El material diseñado tiene una excelente capacidad de resistencia a la humedad, como se ilustra en la (figura 28) puesto que en el momento de la prueba a pesar pesa r de que hubo filtración de agua, esta fue mínima (no más de 1 ml) además el material llega a un punto máximo de filtración y mantiene el valor constante, como se observa en la ( tabla 11). Por otro lado el secado de esta filtración se dio en menos de una hora, regresando nuevamente nu evamente al estado inicial, sin rastro de humedad ni daños en la forma del material, un aspecto importante, es que el material no filtra si no hasta una hora después que en comparación con el mdf, como se ve en la (figura 27) se encontró que el material diseñado tiene mucha ventaja,  pues el mdf desde los primeros minutos de la prueba presento filtración (1.5 ML) aumentando su valor a medida que aumenta el tiempo. Este comportamiento nos indica que la resistencia del mdf a la humedad es nula. En el proceso de secado el mdf no regresa a su estado natural, puesto que la madera sufre un daño notorio, generando un embobamiento en la zona donde estuvo expuesta al agua. La resistencia a la humedad del material diseñado se debe gracias a los aceites naturales conservados en la vaina de la palma. Estas grasas encontradas en la superficie generan un alto nivel de tensión superficial, que logra contener el agua en la superficie, evitando que se filtre en la estructura. El material al poseer una capa reforzada de vaina de palma, no permite mucha filtración en su estructura, logrando secar rápidamente lo poco que logra filtrarse.

 

55

 

Ensayo de flexión

Esta prueba consiste en someter a una deformación plástica una probeta recta de sección  plana, circular o poligonal a una velocidad determinada dependiente o variando según las dimensiones de la probeta hasta que esta sufre una rotura. Material diseñado y MDF

 Figura 34.probetas A y B material diseñado.

Obtenido: Universidad Nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 Figura 35. probetas A y B de MDF

Obtenido: Universidad Nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 

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Características de las probetas Largo 10 cm Ancho: 3. 4 cm Espesor: 3 mm Objetivo de la prueba de flexión

Conocer la resistencia de las probetas antes de ser fracturadas y comprobar cuál de las muestras tiene mayor resistencia y por qué.

 Figura 36.ensayo de flexión a las probetas.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

Análisis

Las probetas respondieron de manera similar al aplicarse la prueba de flexión con una velocidad de (0.9 mm/min), con la única diferencia es que algunas probetas soportaron mayor carga que otra, pero su resultado fue el mismo, acabando con una fractura en su momento de  prueba, al ser de diferente composición, cada una presento resistencias diferentes, una doblándose más que la otra. En la siguiente grafica (figura 37) se comprueba que la probeta A (figura 23) del material diseñado, fue la que más carga resistió en comparación a las otras muestras (mdf) y presento un desplazamiento máximo de (6.56 mm), este resultado se debe a que la composición de la  posición de las láminas en la probeta A es mucho más compacta y eso permite resistir mayor carga, como se puede ver en la (tabla 12).

 

57

 

Resultados tabulados Prueba de flexión.

Especificaciones

Probeta A material diseñado

Probeta B material diseñado

Probeta A MDF Probeta B MDF

LARGO

10 cm

10cm

10 cm

10 cm

ANCHO

3,4 cm

3,4 cm

3,4 cm

3,4 cm

CARGA MAX. 99.37N

16.87N

40 N

17.4 N

4.77 mm

4.59 mm

4.42 mm

DESPLAZ. MAX

6.56 mm

Tabla 12. Resultados tabulados de la prueba de flexión.

Obtenido: Universidad nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 Figura 37.Grafica de la comparación de la carga máxima de las probetas.

Obtenido: Universidad Nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 

58

 

 Figura 38.Grafica de la comparación del desplazamiento máximo de las probetas.

Obtenido: Universidad Nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales.

 

59

 

 

4.7 Conclusiones y análisis de los resultados  

A través de los experimentos y ensayos realizados, se puede observar las ventajas y desventajas que posee el material diseñado, cabe resaltar que cada una de las características evaluadas en el material dieron una orientación de como poder seguir

mejorando las aplicaciones para este.   El material diseñado tiene una excelente capacidad de resistencia al impacto, puesto que en el momento de la prueba tuvo un comportamiento compo rtamiento igual que el MDF, esto nos indica que es un material apto para sustituir aglomerados como esta madera, mader a, por otro lado, se observó que el material diseñado tiene una capacidad de absorción de energía, superando al MDF, ya que en este último hubo una ausencia de rebote, lo cual puede generar que se fragmente más fácilmente.  

El material diseñado presenta resistencia a la humedad, hume dad, teniendo un comportamiento constante después de estabilizarse. Esta constante se mantiene en el tiempo en el cual está expuesto a la humedad, logrando que se presente un daño mínimo en la estructura, que al secarse retorna su estado inicial. Teniendo esto presente, el MDF se vislumbró que este poseea una resistencia nula a la humedad, lo cual en le da grandes desventajas para ser usado en productos que pueden tener contacto con líquidos o vapores. Esto último se puede tomar como una proyección del material diseñado, puesto que, gracias a su resistencia a la humedad y sus propiedades mecánicas frente al impacto, logra cumplir el objetivo obje tivo planteado de ser usado para la realización de empaques. Por último, se encontró que no existen muchos materiales con dichas propiedades, lo cual es una gran oportunidad de diseño para realizar objetos orgánicos, duraderos y con excelente resistencia.

 

Se identifico que el mdf posee muchas características comparativas de manera  positiva con el empaqu empaque, e, ssiendo iendo la gran di diferencia ferencia en la impermeabilidad contra la humedad y la flexión, presentando resultados negativos, perdiendo propiedades, debido a su composición.

 

En la prueba de flexión se puede observar que la probeta A del material, presenta más carga máxima, teniendo en cuanta que la probeta se realizó con el doble de combinación de aserrín y carpincol, se especifica que en la preparación del material es importante agregar más contenido de dichos materiales, para aumentar la resistencia del material.

 

En la prueba de impacto se comprobó que la disposición de las fibras del material, son un factor importante a la hora de reducir el impacto generado por una caída, dando la certeza de protección del producto.

60  

 

El material ecológico demuestra que puede ser usado de manera eficiente, para lo que se especificó en este trabajo, su capacidad de protección, asilamiento y resistencias, permite desarrollar las características primarias de este.

4.8 Rueda de lids A continuación, la matriz de lids; que se ilustra en la figura 23, según (Mongui, 2013), “es una herramienta de eco diseño que ayuda a evaluar el impacto ambiental durante un rediseño de un  producto”. Como Co mo herramienta integral y holística nos permite que se pueda tomar el  producto original como referencia refer encia para aplicar 8 eestrategias strategias aclarando que llaa rueda de LiDS utiliza una evaluación ambiental relativa y no es un método con el que se puede determinar el impacto ambiental en un real producto.

 Figura 39.Rueda de lids.

Obtenido en:  https://fido.palermo.edu/servicios_dyc/blog/images/trabajos/10172_38686.pdf.  

 

61

 

Los productores de empaques y envases tienen una gran responsabilidad social a la hora de vender sus productos, en la medida que ellos generan un gran impacto en el ambiente. Cada día, la tendencia de nuestro mundo va hacia la seguridad alimentaria, que implica, materiales mixtos y más complejos, un aumento en el número de empaques y/o envases por producto y el no uso desocial materiales Sin embargo, políticas,y que generan unirreparables. aumento en el bienestar de la reciclados. población mundial, dañanestas el ambiente generan daños A continuación, (ver tabla 5 y 6 Etapas estratégicas del impacto ambiental para la producción de empaques). comentaremos cada estrategia del impacto ambiental al procesar empaques de materiales artificiales.

Etapas estrategicas del impacto ambiental para la produccion de empaques.

 

62

 

Tabla 13.Etapas estratégicas del impacto ambiental para la producción de empaques

Obtenido en: libro de eco diseño un nuevo concepto de desarrollo de productos 2003, Félix Sanz Adán.

 

63

 

RUEDA DE LIDS EMPAQUE ARTIFICIAL Empaque artificial Desarrollo concepto de diseño 5 4 optimizacion de fin de vida de producto

3 2

selección de materiales de bajo impacto

1 0 optimizacion de los sistemas de distribucion

reduccion de uso de materiales

optimizacion de las tecnicas de produccion  Figura 40.rueda de lids empaque artificial.

Obtenido en: libro de eco diseño un nuevo concepto de desarrollo de productos 2003, Félix Sanz Adán.

Resultados de la matriz de Rueda de LIDS del material a partir de materia orgánica.

A continuación, se estudiará el impacto ecológico del material fabricado con tallo de hoja de  plátano y vaina de palma, comparándolo con el material artificial utilizado para realizar empaques (plástico y combinados), mediante la matriz de la rueda de LIDS ( tabla 14) Etapas estratégicas del impacto ambiental para la producción de empaques eco amigables. En donde se concluye cada estrategia del impacto ambiental.

 

64

 

Tabla 14.Etapas estratégicas del impacto ambiental para la producción de material ecológico.

Obtenido en: libro de eco diseño un nuevo Félix Sanzconcepto Adán. de desarrollo de productos 2003,

 

65

 

RUEDA DE LIDS MATERIAL ECOLOGICO

RUEDA DE LIDS MA MATERIAL TERIAL ECOLOGICO

optimizacion de fin de vida de producto

Mterial Ecologico Desarrollo concepto de diseño 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

optimizacion de los sistemas de distribucion

selección de materiales de bajo impacto

reduccion de uso de materiales

optimizacion de las tecnicas de produccion  Figura 41.Rueda de lids del desarrollo del material ecológico. 

Obtenido en: libro de eco diseño un nuevo concepto de desarrollo de productos 2003, Félix Sanz Adán.

 

66

 

Conclusiones sobre los resultados del análisis con la herramienta Rueda de lids.

 

Cada uno de los materiales propuestos fueron sujetos a dichos ensayos y experimentos basados en las normas técnicas colombianas, para realizar una comparación real, sobre cada una de las características que poseen como material de desarrollo para empaques.

 

Es importante resaltar, la reducción tan drástica que se evidencio en la rueda de lids del material ecológico, sobre el punto 7 que es el aprovechamiento del producto en su etapa final, lo que se busco fue generar un material que permita repensarse de cómo aprovecharse en su etapa de desuso.

 

La rueda de lids es una herramienta muy importante a la hora de acercarnos a la medición exacta de cómo se manejan los productos p roductos en la industria, ya sea ppor or el lado de la producción o como el aprovechamiento de los recursos y también la reducción de las emisiones nocivas generadas en toda la cadena.

 

El desarrollo de materiales de bajo impacto ambiental, es un asunto que nos compete como profesionales en diseño industrial ya que a partir de la innovación en los  procesos de producción y recolección como se evidencia en el trabajo, se puede lograr de manera exitosa el recurso y la capacidad de disminuir la cantidad de desechos en el mercado de los empaques. 

 

Esta comparación entre los empaques artificiales y los materiales desarrollados,  permite centrar los puntos críticos de análisis, para la creación de la propuesta de empaque para la REDMAC, permitiendo observar el comportamiento de este en el entorno ya propuesto.

 

67

 

Rueda de lids comparativa.

RUEDA DE LIDS COMPARA COMPARATIVA TIVA Mterial Ec Ecologico

Empaque ar artificial

Desarrollo concepto de diseño 5 4 optimizacion de fin de vida de producto

3 2

selección de materiales de bajo impacto

1 0 optimizacion de los sistemas de distribucion

reduccion de uso de materiales

optimizacion de las tecnicas de produccion  Figura 42.Rueda de lids de comparación de materiales. 

Obtenido en: libro de eco diseño un nuevo concepto de desarrollo de productos 2003, Félix Sanz Adán.

 

68

 

 

5.PROCESO DE DISEÑO DEL EMPAQUE “El diseño es la transformación de los requerimientos en una forma adecuada para la

fabricación o la utilización. El proceso de diseño puede abarcar la investigación y el desarrollo, siendo actividades de carácter creativo. Este proceso es iterativo, en cierto sentido nuncalos se diseños termina.que Losreduzcan usuarioslos alimentan información  para mejorar costos ynueva mejoren la calidad.y” se descubren formas Para realizar el proceso de diseño del empaque se tuvieron en cuanta varios aspectos:   Análisis de referentes en el mercado   Comportamiento del material a las formas   Responsabilidad del uso y disposición final del producto    Necesidades encontradas en el mercado   Exploración de formas funcionales y estéticas. 









Primero que todo se debe establecer un comparativo de los empaques encontrados en el mercado con la investigación y realización del material, las herramientas que se utilizaron es la rueda de lids, cuya finalidad es determinar el impacto que tiene el producto en una metodología eco amigable con los procesos de producción y recolección industrial.

5.1 Análisis de referentes y matriz de selección El diseño y desarrollo de nuevos productos es una actividad que considera desde la generación de ideas hasta la comercialización del producto (Ulrich y Eppinger, 2011). Durante este proceso se lleva a cabo el diseño conceptual, que puede definirse como la creación, exploración y presentación de ideas. Un “buen “ buen diseño conceptual estará compuesto  por la creación de una idea, la exploración de las intenciones de una idea y la representación de una  idea” (Mirzadeh et al.,  2012 Pág. 2.), y es una etapa clave donde se define la

apariencia, la calidad y hasta el 70 % u 80 % de los costos de producción final de un producto (Ehrlenspie y Dylla, 1993). Esto implica que, además de poner atención en el proceso creativo y productivo de la idea, se debe realizar estudios del mercado y de los productos existentes (Robert, 2006). A partir de esto se realizó una búsqueda de los diferentes referentes en el mercado en el que se manejan empaques, esta búsqueda se hace con el fin de tomar características más importantes que poseen dichos referentes, y colocarlos en comparación, con los criterios establecidos para la matriz. Lo que se busca con esto es identificar la característica con más puntaje y lograr incorporarlos de forma natural a la propuesta realizada. A continuación, se muestra en la (tabla 15) matriz de selección, donde se analizan cada una de las 8 propuestas y se califican de 1 a 5 siendo 1 la calificación más baja y 5 la más alta.

69  

Tabla 15.comparación de referentes

Obtenido: Universidad Nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales  

 

70

 

 

5.2 Bocetacion y análisis de formas Como su nombre indica, un boceto es un dibujo simple, sin detalles. En algunos casos, un  boceto puede ser un dia diagrama, grama, un mapa, un layout, etc. Tomar este primer paso se dio una mejor idea del diseño y de adónde se dirige éste. Es una especie de paso previo para crear y mejorar el diseño. A partir de la comparación y la matriz en decada selección realizada para mirar las características formales y funcionales más pregnantes referente del mercado, se realizaron, bocetos  para la exploración ddee formas, que permiten observar mejor los puntos críticos cr íticos a mejorar y  poder escoger la opción más adecuada. Lo que se buscó con los empaques es desarrollar una estética formal y funcional que permita atraer al usuario en los mercados agroecológicos, lo que se logra, combinando formas, eso sí teniendo en cuenta la textura, grado de quiebre y doblez, rigidez y capacidad de moldearse del material realizado. Se realizaron los bocetos primeramente a lápiz para observar el comportamiento de las formas, después de analizar los referentes con los puntajes más altos en cada uno de los criterios establecidos para la selección. Se opto por formas geométricas básicas, combinadas con finales orgánicos, ya que la disposición de los empaques permite mucha más capacidad de almacenamiento y pregnancia y como factor importante estas formas son muchas más reconocibles por el usuario ya que  podrá interactuar fácilmente con ellas, que es lo que se busca. bus ca.

 Figura 43.bocetos de formas para los empaques. Obteni Obte ni do do::  Universidad Nacional de Colombia sede Palmira-laboratorio de materiales

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5.3 Descripción y análisis de la propuesta final El diseño del proyecto es el proceso de elaboración de la propuesta de trabajo de acuerdo a  pautas y procedimientos sistemáticos como ya se mencionó, un buen diseño d iseño debe identificar a los beneficiarios y actores claves; establecer un diagnóstico de la situación problema; definir posibles para enfrentarla y la justificación la estrategia asumida;y objetivosestrategias del proyecto (generales y específicos); resultados ode productos esperados actividades y recursos mínimos necesarios. Al mismo tiempo, la propuesta o diseño debe contemplar la definición de indicadores para realizar el seguimiento y verificación de los resultados que se obtienen, y establecer los factores externos que garantizan su factibilidad y éxito. Cada uno de los conceptos mencionados: objetivos; estrategia; resultados; productos, actividades, recursos, indicadores y factores externos, se irán describiendo y analizando por separado, a lo largo del desarrollo del documento y en la medida que avancemos en la elaboración del proyecto. El esquema a continuación muestra los principales elementos o componentes de un diseño de proyecto y la relación entre ellos (Martinic , S.; 1996). Los empaques que se diseñaron están basados en una estética natural, basándose totalmente en referentes (plantas, flores y entornos montañosos), se decidió esta estética debidoorgánicos al proximidad de los productos con este entorno campestre, lo manejar que se busca es convencer y atraer al usuario a este tipo de productos que sepan que hay muchas alternativas en las que se puede contribuir al gran impacto ambiental generado por el uso de materiales artificiales para el empacado de un producto. A partir de la tabla de referentes ( tabla 15 ) se estudiaron diferentes formas para desarrollar la propuesta final, se desarrollaron tres propuestas de empaques, uno rígido , semirrígido y el ultimo a base de solo fibra de tallo de la hoja de plátano( este último empaque es para semillas).teniendo en cuenta que los empaques fueron pensados para incursionar en el mercado, también se pensó en la forma de como mostrarlos al consumidor , por lo tanto como adicción se desarrolló un exhibidor que permite mostrar cada uno de los empaques, buscando bu scando resaltar la estética propuesta. A continuación, se presentan los bocetos de cada uno de los empaques como la propuesta final del exhibidor. Cada una de las propuestas están enumeradas de 1 a 3 la propuesta numero 1 es el empaque semi rígido, la propuesta numero 2 es el empaque rígido y la propuesta numero 3 es el empaque para semillas que es de tallo de hoja de d e plátano. Cada uno del empaque está inscr inscrito ito en un cubo de 10 x 10 x 10, se está manejando en escala 1 en 2, ya que se pretende mostrar las características más pregnantes de cada empaque, como textura e interacción con el usuario.

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Diseño de empaques y exhibidor .

 Figura 44.bocetos en ilustración de la estética formal de los empaques y el exhibidor.

Obtenido: Universidad Nacional de Colombia sede Palmira.

 

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6. EMPAQUES Gracias a todo el trabajo descrito en el proceso de diseño se dio como resultado esta línea de empaques organicum, en contacto con sus raíces, estos empaques orgánicos, permiten almacenar de manera eficaz los productos y también genera identidad en el mercado agroecológico.

 Figura 45.logo de organicum, línea de empaques.

Obtenido: Universidad Nacional de Colombia sede Palmira-sala de micros.  

A continuación, se muestran los empaques en su entorno.

 Figura 46. logo de la marca.

Obtenido: Universidad Nacional de Colombia sede Palmira-sala de micros.  

 

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 Figura 47.exhibicion total de los empaques producidos.

Obtenido: Universidad Nacional de Colombia sede Palmira-sala de micros.  

 Figura 48.empaques en el entorno.

Obtenido: Universidad Nacional de Colombia sede Palmira-sala de micros.  

 

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 Figura 49.empaques organicum.

Obtenido: Universidad Nacional de Colombia sede Palmira-sala de micros.  

 

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CONCLUSIONES Basado en los ensayos practicados tanto a las probetas como a los diseños de diversos objetos aplicativos, reportados en este trabajo, se concluye lo siguiente:   El material a base de vaina de palma es sumamente permeable, ya que su capacidad

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de repeler y evitar la absorción de la humedad permite ser utilizado en diversos  productos como aislante de humedad y protector para p ara el producto empleado.   El material realizado a base de tallo y hoja de plátano, p látano, posee características especiales

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 para manejarse como papel, es muy importante resaltar las desventajas que se  presentaron para realizar el empaque semi rígido debido a que la composición de tallo, agua, Colbón y papel reciclado, de forma compact, no soportan más de 700 gramos, por lo que se optó por hacerle un refuerzo con cartón biodegradable para mejorar la capacidad de contención y manejo de la forma.   Se identifico que principalmente empaques de este tipo no hay en el mercado debido

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a su composición y bajo conocimiento, desaprovechando una oportunidad potencial,  para desarrollar materias primas renovables y que pueden ser se r un factor positivo en la lucha contra la contaminación y el incremento de empaques artificiales.   La disposición del uso y ciclo final de un producto es un factor que como diseñadores, dis eñadores,

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debemos tener en cuenta desde el primer momento en que se concibe el diseño, la importancia de la vida útil del producto es una problemática que abarca desde diseñadores hasta productores, lo que se genera una gran ola de conciencia de cómo estamos produciendo de que sea producción consiente y que se puedan encontrar alternativas para mejorar los productos que se han estandarizado, reduciendo su costo,  producción y daño ambiental.   La importancia de propuestas que mejoren las asociaciones que ttrabajan, rabajan, por el

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desarrollo agroecológico y cuidado ambiental, ttales ales como la REDM REDMAC AC y el grupo GIA de la universidad nacional de Colombia sede Palmira, permiten explorar  posibilidades de análisis y concentración de necesidades que q ue se dan este entorno.

 

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