Diseño de un Envase para Yogures Bebibles: Análisis de Ingeniería

Este artículo aborda el diseño de un envase para yogures bebibles desde una perspectiva técnica, profundizando en las decisiones estructurales, de materiales y funcionales, con un enfoque en la optimización del producto y su ciclo de vida. El análisis realizado por la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeroespacial y Diseño Industrial de Valencia, se basa en un trabajo fin de grado que explora tanto la funcionalidad del envase como su impacto en el entorno y su aceptación por parte de los usuarios y stakeholders.

Análisis de la Problemática y Objetivos del Diseño

El punto de partida del proyecto es una problemática detectada en los lineales de supermercados: el desperdicio de producto y material causado por la fragilidad de los envases de yogures bebibles en formato de packs indivisibles. Este problema, que conlleva tanto pérdidas económicas como ambientales, exige una solución que vaya más allá de la funcionalidad básica del envase.

Los objetivos del diseño se centran en:

• Creación de un envase primario: que asegure la integridad del producto, proteja de factores externos y facilite su consumo.
• Diseño de un envase secundario: que permita un manejo sencillo del producto, con enfoque en su durabilidad, la facilidad de apilado y la reducción de residuos.
• Desarrollo de un sistema de juego: que ofrezca una segunda vida útil al envase secundario, prolongando su vida útil y generando un incentivo para la compra.

Marco Teórico y Normativo

En este estudio se realiza una revisión exhaustiva del mercado de envases lácteos y las tendencias en innovación, destacando la importancia de la sostenibilidad y la funcionalidad. Se analizan los requisitos normativos y legales pertinentes para el diseño y envasado de productos lácteos en España, así como las normativas de seguridad alimentaria y etiquetado. La investigación también incluye una revisión del concepto de economía circular y sus principios fundamentales.

Selección de Materiales y Criterios de Diseño Estructural

La elección de materiales y formas se realiza con un enfoque en la optimización del producto y su ciclo de vida.

• Envase Primario: Se selecciona plástico PET reciclado y 100% reciclable, por sus propiedades mecánicas, resistencia a temperaturas extremas y seguridad para el contacto con alimentos.
• Envase Secundario: Se utiliza cartón corrugado de 1 mm de espesor, debido a su bajo costo, facilidad de producción y reciclabilidad.
• Diseño estructural: se opta por un diseño ergonómico, que facilite el agarre y la manipulación, y un diseño modular que permita el apilado de envases y su transformación en un juego para niños.
• Sistema de Cierre: Se selecciona un tapón de rosca adherido al cuerpo del envase primario, para evitar la separación y con ello, la posibilidad de atragantamientos en niños.

Análisis Multicriterio y Elección de la Solución Óptima

Se aplicó una metodología de análisis multicriterio utilizando el método Datum, la prueba de la mayoría y la regla de Copeland, para evaluar diferentes alternativas de diseño tanto para el envase primario como para el secundario, en base a atributos como la ergonomía, el sistema de cierre, la estabilidad, la rigidez, y la apilabilidad, y una puntuación sobre estos atributos. Estos métodos permitieron seleccionar la solución más adecuada, con la siguiente clasificación:

• Envase Primario: se selecciona la variante 12, la cual presenta características más beneficiosas con respecto a su estructura ergonómica, sellado hermético, estabilidad, y apilabilidad de los envases.
• Envase Secundario: se selecciona la variante 13 que al cumplir con un mayor número de atributos permite una mayor practicidad en la puesta en la estantería y también aporta una segunda vida como tablero de juego.

Evaluación del Impacto Ambiental: Análisis de Huella de Carbono (Eco Audit)

Se realizó un análisis de huella de carbono (Eco Audit) comparando los envases existentes con el nuevo diseño, utilizando la herramienta Granta Edupack. Los resultados mostraron que el nuevo diseño reduce significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero y el consumo de energía en todas las fases del ciclo de vida, desde la fabricación hasta la disposición final.

Características y Funcionalidad del Envase Final

El diseño final del envase primario consiste en una botella con forma circular estrechada en la parte central, un cuello con rosca en la parte superior y un tapón adherido a este con estrías internas. Los materiales de fabricación son de PET reciclado y los colores se definieron en la etapa del diseño gráfico.

El diseño final del envase secundario consiste en un cartón corrugado con uniones de lengüetas, el cual presenta unos orificios en la parte superior e inferior para apilar el pack, además de permitir la visibilidad de las botellas interiores. Este puede transformarse en un tablero para un juego competitivo para niños, prolongando la vida útil del cartón y fomentando la creatividad.

Análisis de los Procesos de Fabricación

Se estudiaron en detalle los procesos de fabricación para ambos tipos de envase, desde la extrusión,
inyección y moldeo de los materiales, hasta el plegado y el ensamblaje de los componentes.

• Envase Primario: Moldeo por inyección de PET, asegurando la precisión de las piezas y la resistencia a la presión interna.
• Envase Secundario: Se considera un proceso de flexografía para la impresión sobre la plancha de cartón corrugado, y la posterior aplicación de cortes, pegamentos y doblado, todo esto utilizando maquinaria específica que se encargue de estas tareas.
• Etiquetado: Se utiliza impresión flexográfica sobre láminas de PET, para una mejor resistencia y adherencia sobre las botellas de yogur.

Evaluación de la Perspectiva del Usuario y la Competencia

Se realiza una serie de encuestas tanto a trabajadores de supermercados como a consumidores finales. Entre los datos de relevancia más importantes se pueden mencionar los siguientes:

Trabajadores de supermercados: Se encontró que el 100% conoce el producto y ha detectado, en el 70%, que se ha de desechar cuando sufre algún tipo de daño el cartón. Aun cuando el producto está en perfecto estado, y señalan una gran necesidad de mejorar el diseño, ya que no facilita la reposición y se suele romper con facilidad, debido al contacto que tiene con las neveras.

Consumidores: los consumidores expresaron un gran interés en productos con componentes naturales (100%), una preocupación constante por la salud de sus mascotas, buscando productos que las nutran de manera eficaz. Además, reconocen que el principal problema de los productos actuales es su sobre envasado, que termina siendo inservible tras su consumo.

En cuanto a los competidores, a nivel nacional las marcas resaltan la falta de atención a elementos importantes como la funcionalidad y el uso de materiales más sostenibles, mientras que a nivel internacional las marcas presentan propuestas de mayor calidad en materiales y procesos.

Algunas Recomendaciones

Este estudio proporciona un análisis exhaustivo y técnico del diseño de envases para yogures bebibles, abordando todos los factores relevantes: desde el estudio de materiales, la optimización de procesos y la consideración de la opinión de los usuarios, así como su impacto en el medioambiente.

Los resultados de este estudio permiten proponer un diseño innovador que no solo reduce el desperdicio y mejora la funcionalidad, sino que también responde a las tendencias del mercado y a los principios de sostenibilidad y economía
circular.

Se recomienda continuar la investigación en nuevas tecnologías de materiales biodegradables para los empaques, así como en estrategias para fomentar la separación de los materiales en el proceso de reciclaje, para crear nuevos modelos de negocio en conjunto con las grandes empresas de productos lácteos.

También, es fundamental llevar a cabo estudios que evalúen el impacto de estos diseños a largo plazo, tanto a nivel
económico como ambiental y social.

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