Compresión: el ensayo que demuestra si un embalaje resiste las condiciones reales

Una caja de cartón ondulado rara vez tiene que soportar únicamente el peso del producto que contiene. Desde la fábrica hasta su destino final, también debe resistir el peso de las cajas apiladas encima, las tensiones del transporte, largos períodos de almacenamiento y las variaciones de humedad ambiental. La capacidad de soportar estas cargas verticales sin deformarse ni colapsar tiene un nombre técnico: resistencia a la compresión.

Qué mide la resistencia a la compresión

En los embalajes de cartón ondulado, la resistencia a la compresión es la capacidad de una caja para soportar cargas verticales. En la práctica, ayuda a determinar cuántas cajas pueden apilarse de forma segura sobre un palé sin que las unidades de la base cedan bajo el peso de las superiores.

Esta propiedad está directamente vinculada a la ingeniería de la plancha: el perfil de onda utilizado, el gramaje de los papeles, el número de paredes (simple, doble o triple) y el diseño estructural de la caja. Un embalaje con una resistencia a la compresión insuficiente puede aplastarse incluso durante el almacenamiento, dañar el producto interior y generar pérdidas a lo largo de la cadena logística, muchas veces sin que se identifique con claridad la causa raíz.

Cómo se mide la resistencia a la compresión

En Brasil, el ensayo de compresión de cajas de cartón ondulado está normalizado por la ABNT NBR 6739, equivalente al método internacional ISO 12048 y a TAPPI T804. El ensayo consiste en colocar la caja, montada y cerrada como en condiciones reales de uso, entre las placas de un equipo de compresión, aplicando una carga vertical controlada hasta el punto de colapso estructural. El resultado se expresa como la fuerza máxima soportada, normalmente en kgf o newtons.

Este ensayo suele complementarse con otro: la resistencia a la compresión de canto de la plancha (ABNT NBR 6737, también conocida como ECT, edge crush test). El ECT mide la resistencia a la compresión de canto del propio cartón y es uno de los parámetros utilizados en la fórmula de McKee, desarrollada en la década de 1960 por el Institute of Paper Chemistry, para estimar la resistencia a la compresión de una caja a partir de tres variables: la resistencia de canto del cartón, su espesor y el perímetro de la caja. En la práctica, la fórmula funciona como una estimación inicial durante el desarrollo del embalaje, y la validación final suele obtenerse mediante un ensayo directo sobre la caja montada.

Un factor adicional entra en esta ecuación: la humedad relativa. El papel es un material higroscópico y su resistencia mecánica disminuye a medida que aumenta la humedad. Por ello, los ensayos de compresión suelen realizarse en condiciones controladas de temperatura y humedad (la atmósfera normalizada de acondicionamiento y ensayo de 23 °C y 50 % de humedad relativa, definida por la ABNT NBR NM-ISO 187), y el diseño final de un embalaje para una determinada ruta logística tiene en cuenta las variaciones de humedad previstas durante el trayecto y el almacenamiento.

Por qué importa en la práctica

Una resistencia a la compresión insuficiente tiene costes directos e indirectos. Los costes directos incluyen embalajes deteriorados, daños en el producto y devoluciones. Los costes indirectos, a menudo mayores, incluyen rediseños de urgencia, pérdida de espacio útil de almacenamiento por limitaciones de apilamiento y, cuando los problemas se repiten, desgaste de la confianza entre proveedor y cliente.

Los cálculos teóricos, como la fórmula de McKee, son una herramienta valiosa al inicio del desarrollo de un embalaje y ayudan a orientar las primeras decisiones de diseño. Cuando se introducen cambios relevantes en la estructura del embalaje, el producto o la ruta logística, simular mediante ensayos físicos las condiciones reales de apilamiento, carga y tiempo de almacenamiento aporta una capa adicional de confianza, al confirmar si la resistencia diseñada corresponde a las exigencias reales de la operación.

Referencias técnicas

• ABNT NBR 6739: Embalajes de cartón ondulado, ensayo de compresión mediante equipo de compresión
• ABNT NBR 6737: Cartón ondulado, determinación de la resistencia a la compresión de canto (ECT)
• ABNT NBR NM-ISO 187: Papel, cartón y pastas de celulosa, atmósfera normalizada para acondicionamiento y ensayo
• ISO 12048 y TAPPI T804: (equivalentes internacionales al ensayo de compresión de embalajes)
• McKee, R. C.; Gander, J. W.; Wachuta, J. R. “Compression Strength Formula for Corrugated Boxes.” Paperboard Packaging, agosto de 1963, Institute of Paper Chemistry