ESTUDIO, ENSAYOS FÍSICOS Y ESTANDARIZACIÓN DE PALLET DE MADERA

Transcripción

1 ESTUDIO, ENSAYOS FÍSICOS Y ESTANDARIZACIÓN DE PALLET DE MADERA Gárate, Bernardo (1) Fuentes, Alejandro (2) (1) Universidad Tecnológica Metropolitana, Vicerrectoría de Transferencia Tecnológica, Programa Tecnológico del Envase, Av. José Pedro Alessandri 1242 Ñuñoa, Chile, bgarate@vtte.utem.cl (2) Universidad Tecnológica Metropolitana, Facultad de Ingeniería Departamento de Mecánica, Av. José Pedro Alessandri 1242 Ñuñoa, Chile, afuentes@vtte.utem.cl RESUMEN Se ensayaron en el Laboratorio de Envases y Embalajes PROTEN, de la Universidad Tecnológica Metropolitana, a petición de la Cámara Nacional de Comercio, dos modelos de pallets usados para la distribución de productos de consumo masivo, principalmente en supermercados, pertenecientes a dos empresas nacionales. Las unidades ensayadas fueron pallet para uso múltiple (retornables), no reversibles (utilizables por un solo lado), de cuatro entradas, con tacos, fabricados con madera de pino radiata, de dimensiones nominales exteriores de 1000 x 1200 mm. Los ensayos realizados sobre las muestras fueron referentes a solicitaciones de resistencia de ruptura a la flexión en piso superior e inferior, impacto en plano inclinado, ensayo de corte, ensayo de impacto del borde del piso superior, ensayo de impacto de rotación de tacos y ensayo de caídas sobre la esquina. Todos los ensayos anteriormente mencionados fueron efectuados basándose en las normas ISO 8611, ISO/TR e ISO 445. Los resultados de los ensayos permitieron homogeneizar la calidad y diseño de un pallet a nivel nacional, destinado a establecer un sistema de pallet intercambiable y retornable, que minimice los tiempos de carga y descarga en bodegas, así también los daños y mermas en el producto. PALABRAS CLAVES: Pallet, ensayos, resistencia, logística, distribución, transporte 1. INTRODUCCIÓN El Pallet es un medio eficaz para consolidar, almacenar y distribuir productos que sean acondicionados en cajas u otro tipo de envase. Por esta razón, la importancia que tiene en el ámbito mundial el uso adecuado del pallet, permite mejorar la productividad en toda una cadena logística de distribución y, por lo tanto, disminuir los costos de transferencias. Un factor importante en la distribución de mercancías, es el tener una homogeneidad en la calidad de los pallet para establecer un sistema de intercambio abierto, y además, tener una coordinación entre los usuarios que utilizan el pallet como unidad de transporte y almacenamiento. Este estudio nace por la necesidad de solucionar o minimizar los problemas que se producen en la distribución de productos de consumo masivo, debido a que no existe una homogeneidad de los pallets usados actualmente. Estos problemas son identificados principalmente por los usuarios y son de pleno conocimiento de los fabricantes. Los problemas detectados se producen mayormente en el intercambio de pallet, ya que por la diversidad de tipos o calidad de estos, algunos usuarios en el momento del cambio quedan con pallet de menor calidad del que están entregando. Lo que se traduce en que se genera una práctica de trasvasije de pallet a pallet, lo que aporta una considerable ineficiencia al sistema de distribución y entrega de productos. Otro problema concurrente es la reparación, pues no está definido quien la realiza, si es el usuario o el productor de pallet, ni tampoco existe una normativa del grado de calidad de la mantención o reparación. 2. DESARROLLO EXPERIMENTAL Ante la necesidad de la Cámara Nacional de Comercio de uniformar los requisitos de fabricación y utilización de pallet de madera para el sector supermercados, convocó al Programa Tecnológico del Envase PROTEN, de la Universidad Tecnológica Metropolitana como ente externo, para efectuar la determinación de propiedades físico mecánicas, con la finalidad de establecer el comportamiento de diversos tipos de pallets, en una primera etapa, y sobre dos prototipos mejorados y corregidos hacia la etapa final. 2.1 Desarrollo Teórico Para la realización de los ensayos se aplicaron procedimientos normados según las siguientes normas

2 de referencia: ISO 8611, ISO / TR 10233, ISO 445 [3], [4] y [5]. Los prototipos de pallet mejorados y corregidos para la etapa final de la evaluación fueron aportados por dos empresas nacionales proveedoras del producto (denominadas prototipo final 1 y prototipo final 2), los cuales fueron sometidos a los siguientes ensayos: transporte y para determinar la resistencia de éste a tales cargas. Los ensayos efectuados para tales casos son: - Ensayos de corte (ver figura 3a y 3b) - Ensayos de impacto del borde del piso superior (ver figura 4a y 4b) - Ensayos de impacto del taco (ver figura 5a, 5b y 5c) a) Ensayos estáticos, que tienen por propósito determinar la rigidez y la resistencia a la flexión del pallet, ver figura 1, siendo estos: - Ensayos de flexión en cubierta - Ensayos de flexión del piso de fondo (a) a) (b) Figura 1. Esquemas del Ensayo de Flexión Figura 3. Plano inclinado para el ensayo de corte a) posición antes del impacto y b) medición después de impacto b) Ensayos de impacto sobre una esquina que tiene por propósito determinar la rigidez diagonal de un pallet, ver figura 2, mediante el siguiente ensayo: - Ensayos de caída sobre una esquina a) b) Figura 2. Esquema del ensayo de caída sobre una esquina c) Ensayos de plano inclinado, que tienen por propósito simular las condiciones normales de choques que son transmitidos a los pallet durante el Figura 4. Esquema del ensayo de impacto del borde del Piso Superior. a) posición en el instante del ensayo y b) dimensiones controladas después del ensayo

3 Tabla 1. Resistencia a la flexión de cubierta Deflexión, Prototipo Final 1 en flectado carga máxima inicial final ,2 15,6 normal) ,5 12,0 normal) en precarga final 2,4 1,8 (a) b) c) Figura 5. Ensayo de impacto en los tacos puntos de impacto. a) posición antes del ensayo, b) y c) rotación y desplazamientos medidos 2.2. Presentación de resultados Ensayo estático de flexión en cubierta y del piso de fondo Condiciones de ensayo Normas Guía: ISO (E); ISO/TR (E) Equipo: Máquina de compresión A.Macklow Smith Carga máxima aplicada: 1250 kgf Sensibilidad de carga: 10 Kgf Sensibilidad flexión: 0,5 mm Precarga: 100 Kgf Tiempo de aplicación de carga máxima:120 min Tabla 2. Resistencia a la flexión de cubierta Deflexión, Prototipo Final 2 en flectado carga máxima inicial final ,5 12, ,2 9,9 en precarga final 2,4 1,8 Los resultados especificados en las tablas 3 y 4, corresponden a los obtenidos en los ensayos de deflexión de piso correspondiente a la máxima deflexión para ambas muestras. Tabla 3. Resistencia a la flexión de piso Deflexión, Prototipo Final 1 en carga máxima en precarga final flectado inicial final ,5 4, ,2 3,6 flectado 0,8 0,9 Tabla 4. Resistencia a la flexión de piso Deflexión, Prototipo Final 2 en carga máxima en precarga final inicial final ,3 3, ,6 4,1 0,4 0,4 En la tabla 1 y 2 se describen los resultados de las dos muestras de pallet sometidas a los ensayos de resistencia a la flexión de cubierta.

4 Impacto vertical por caída libre (rigidez diagonal del pallet) Condiciones de ensayo Norma Guía: ISO (E); ISO/TR 10233: 1989(E) Equipo: Gancho de caída Gaynes Engineering Co. Altura de caída: 1000 mm Número de caídas por espécimen: 3 Sensibilidad lectura deformación diagonal: 1 mm Posición impacto: Eje diagonal Las mediciones promedios obtenidas a partir de los ensayos caída libre en diagonal son presentados en las tablas 5 y 6. Tabla 5.Impacto por caída libre rigidez diagonal diagonal, Prototipo Final 1 promedio -32 Tabla 6.Impacto por caída libre rigidez diagonal diagonal, Prototipo Final 2 promedio Impacto en plano inclinado. Cortante, despegue piso superior, rotación tacos Condiciones de ensayo Normas Guía: ISO (E) ISO/TR 10233: 1989(E) Equipo: Plano inclinado Inclinación: 10 Distancia de impacto: 1000 mm Condición de impacto: Contra travesaño (cortante) : Contra cuñas (despegue piso superior) Unidad de : mm Cantidad de impactos: 3 por cada sentido En la tablas 7 y 8 se detallan las deformaciones mediadas a partir de la realización del ensayo de corte realizado en plano inclinado, según queda establecido en la figura 3. Tabla 7. Impacto en plano inclinado - cortante Separación de componentes Prototipo Final x = 0,3 ; y =2,5 normal) 1000 x = 0,3 ; y =0,8 normal) Tabla 8. Impacto en plano inclinado - cortante Separación de componentes Prototipo Final x = 0,1 ; y =0, x = 0,3 ; y =0,2 En la tabla 9 y 10 se presentan las deformaciones s para las muestras de Prototipo Final 1 y Prototipo Final 2, en el ensayo de despegue de piso superior según se esquematizan en la figura 4b. Tabla 9. Impacto en plano inclinado despegue piso superior. Separación de componentes Prototipo Final x = 0,9 ; y =0,3 Tabla 10. Impacto en plano inclinado despegue piso superior. Separación de componentes Prototipo Final x = 2,0 ; y =0,1 Los resultados de los ensayos de rotación de tacos de las dos muestras testeadas se detallan en las tablas 11 y 12. Los términos medidos se especifican en la figura 5 b y 5c Tabla 11. Impacto en plano inclinado rotación de tacos. Rotación Prototipo Final Rotación x = 6,0 (*) α = 2,6 (*) fuera de grado x = 6,0 α = 2,6 Grado especial

5 Tabla 12. Impacto en plano inclinado rotación de tacos. Rotación Prototipo Final CONCLUSIONES Rotación x = 2,1 (*) α = 1,8 Grado especial x = 0,8 α = 0,9 Grado especial 3.1 Después de someter a los ensayos indicados a más de 10 tipos distintos de pallets, se llegó a un modelo (Prototipo Final 2) que cumple con todos los requisitos de diseño, construcción, desempeño y pronostico de utilización para catalogarlo como grado especial, lo que en términos prácticos significa que es un modelo de alta exigencia según norma ISO / TR [4]. Este modelo cumple además con el requisito primordial de ser retornable, es decir, que permite su reutilización a través del intercambio. 3.2 La intercambiabilidad de este tipo de pallet permite disminuir los tiempos de descarga de mercancías desde camiones a un tiempo estimado de 20 a 35 minutos. Este tiempo es considerablemente inferior para la situación de trasvasije de pallet a pallet, en los que se ha llegado a registrar sobre 4 horas para la descarga de un camión. 3.3 Si bien el costo unitario de adquisición de este prototipo de pallet seleccionado es aproximadamente 35% mayor a otros pallet corrientes, la retornabilidad para reutilización permitiría bajar considerablemente el costo de reposición. Se estima, para el pallet desarrollado en el proyecto, en 10 ciclos de utilización antes de entrar a reparación, lo que resulta más económico que la reposición del pallet actual de un solo uso. 4. REFERENCIAS [1] Centro de Envases y Embalajes de Chile Comité de Envases de Cartón Corruado, "Cartón Corrugado - Manual de Calidad y Logística", Santiago, [2]P. G. Wright, P. R. McKinlay, y E. Y. Shaw, Corrugated Fibreboard Boxes, Ed. Amcor Fibre Packaging, 4º edición. [3] ISO Pallets planos de uso general para transporte de mercadería - métodos de ensayo. [4] ISO / TR Informe técnico de pallet planos de uso general para el transporte de mercancías exigencias de desempeño y Norma de referencia. [5] ISO Pallets para el manejo y transporte de mercancías - vocabulario básico de partes y componentes. [6] [7] 4. ANEXO En la figura A1, se muestras los elementos que conforman a un pallet. Figura A1. Elementos constituyentes de un pallet

6 Desde la figura A2 y hasta la figura A5 se muestra las diferentes vistas con sus dimensiones en milímetros, del pallet que fue escogido a partir de los ensayos de físicos mecánicos realizados, correspondiente al prototipo final 2. Figura A2. Vista frontal, pallet prototipo final 2 Figura A5. Vista inferior, pallet prototipo final 2 Figura A3. Vista lateral, pallet prototipo final 2 Figura A4. Vista superior, pallet prototipo final 2