Embalaje corrugado: metodologías para reducción de costos

¿Cómo podemos reducir costos en el embalaje de cajas corrugadas?

ING. JOSÉ ANTONIO RODRÍGUEZ TARANGO • Director General del Instituto Mexicano de Profesionales en Envase y Embalaje S.C., IMPEE

ESTE ARTÍCULO PRESENTA

alternativas para la reducción de costos en cajas corrugadas, según nuestra experiencia como asesores y también en el laboratorio de pruebas, donde han sido el material analizado con mayor regularidad. Existen varias formas con las que podemos reducir dichos costos: • Alcanzar la resistencia correcta de la caja. • Obtener un mejor acomodo interno del producto. • Determinar el acomodo óptimo del embalaje en tarima y contenedor. • Ejecutar proyectos de estandarización de cajas.

Alcanzar la resistencia correcta de la caja

Cabe preguntarnos: ¿Cuáles son las resistencias típicas y las más importantes? ¿Sabemos cuáles necesitamos? ¿La resistencia que recibimos trae las que especificamos? ¿Tenemos una especificación técnica de la caja con todos los parámetros de resistencia necesarios?

Resistencias comunes e importantes

Es fundamental una buena especificación técnica del material de embalaje, algo que no siempre se tiene. Si nuestra especificación técnica es incompleta, si no contiene los elementos necesarios para garantizar su calidad uniforme, al buscar alternativas de proveeduría podríamos encontrar quien nos ofrezca una caja a menor precio, pero también de una calidad muy inferior a la que usamos. Esto sólo lo sabríamos con especificación completa y, por otra parte, si estuviésemos seguros de que los parámetros especificados corresponden a los del material que venimos usando. Lamentablemente, es muy común que no se verifique la resistencia de la caja al momento de su recepción.

Imaginemos que tenemos un proveedor cuyas cajas nos funcionan adecuadamente, pero no tenemos una especificación técnica que considere la absorción de humedad (obtenida con la prueba de COBB). Si analizáramos estas cajas, seguramente nos demostrarían un COBB bajo, digamos de 120 g/m2; pero esta característica no está considerada en la especificación técnica, así que un nuevo proveedor nos puede ofrecer otras a un precio atractivamente menor que sí cumplen los parámetros de la especificación vigente. No tendremos cómo darnos cuenta de que el COBB de esta nueva alternativa es mucho más alto, posiblemente de 1000 g/m2, indicando que es elaborada con material muy reciclado. Ante la presencia de humedad en el medio ambiente, tenderá a reducirse de manera sustancial su resistencia a la compresión. Por lo tanto, fallará durante su almacenamiento y transporte, la caja colapsará y el producto sufrirá daños.

Reducir costos a partir de la búsqueda de nuevos proveedores puede funcionar. No obstante, para hacerlo de forma adecuada se requiere una especificación técnica completa y verificada, y que esté funcionando.

Defi nición de producto, embalaje y tarima

PRODUCTO : CEREAL 150 g. 48 pzs Dimensiones del Producto

L Largo de la base (mm) = 65 A Ancho de la base (mm) = 55 H Altura (mm) = 155 Peso individual (g) = 150 Piezas por embalaje (pzs) = 48 Peso total del producto (kg) = 7,2 Peso del embalaje (g) = 300 Peso Total Producto + Embalaje (kg) = 7,5

EMBALAJE DE CARTÓN

Tipo de flauta del embalaje = Flauta C, 4 mm Grosor del cartón (mm) = 4

TARIMA Y ESTIBA

AT × LT Dimensiones de la tarima (cm) = 100 × 120 Peso de la tarima (kg) = 20 HT Altura de la tarima (cm) = 14 HE Altura máxima de la estiba (cm) = 132 Estibas máximas a piso (num) = 2

Acomodo Actual

Acomodo del producto

Piezas totales por embalaje = 18 Productos de base = 6 Camas de producto = 3

Embalaje

Largo (cm) = 51 Ancho (cm) = 49,5 Altura (cm) = 16 Peso (kg) = 20,1 Volúmen (cm3) = 40,392

Acomodo del embalaje

Embalajes por cama = 4 Camas por estiba = 7 Embalajes por estiba = 28 Eficiencia de área (%) = 84,15 Eficiencia de volúmen (%) = 76,21 Peso por estiba (kg) = 582,8

Eficiencia total del acomodo (%) = 100%

FIGURA 2

FUENTE: SOFTWARE ESTIBA MAX PLUS® 2020 PARA OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE EMBALAJE, DEL INSTITUTO MEXICANO DE PROFESIONALES DE ENVASE Y EMBALAJE, IMPEE

Al implementar desarrollos de nuevas cajas, es práctica común solicitar al proveedor una muestra. Supongamos que se ha determinado que la resistencia adecuada para el uso que se le piensa dar sea de 36 lb/ pul ECT (Edge Crush Test). Si él determina que la ECT debe ser mayor (de 42 lb/pul, por ejemplo) debemos incluir ese dato en la especificación técnica. Si el proveedor supone que la calidad no será verificada porque no consta el parámetro en nuestra especificación, nos podrá ofrecer un precio muy competitivo para cajas de 42 lb/pul, cuando en realidad entregará de 36.

Ahora, imaginemos que estamos buscando una segunda alternativa de suministro y que al nuevo proveedor le damos la especificación técnica con 42 lb/pul. Él cotizará con esa resistencia y, por lo tanto, su precio será mayor al del primer oferente.

Desafortunadamente, nuestra experiencia en laboratorio de pruebas desde el año 2005 indica que entre el 70% y el 80% de los análisis realizados a cajas de cartón corrugado dan resultados muy por debajo a lo especificado e incluso a lo impreso en el mismo material, con deficiencias de hasta 10 lb/pul.

Determinar la correcta resistencia a la estiba

Cuando se solicita a un nuevo proveedor una muestra, le indicamos el producto que contendrá para que diseñe la caja. Sin embargo, en muchos casos no sabe cómo será acomodado en la tarima, cómo será manipulado durante su transporte ni a qué condiciones estará sometido, aspectos que son fundamentales para establecer la resistencia requerida.

Veamos un ejemplo práctico para determinar la resistencia requerida de una caja: imaginemos que tiene una base de 30 cm × 20 cm, y una altura de 15 cm. También, que el peso de la caja con producto es de 14 kg. Así mismo, se ha determinado deberá ser elaborada con corrugado Flauta C, de 0.4 cm.

Con estos datos se aplica la fórmula de McKee,

Donde:

ECT = Resistencia (kg/cm)

C = Resistencia a la compresión que debe tener la caja (kg)

G = Grosor del cartón (cm)

P = Perímetro de la base de la caja (cm)

Conocemos el grosor del cartón y el perímetro de la base de la caja, pero no la resistencia a la compresión, para lo cual requerimos saber cómo se estibará el producto. Supongamos que el acomodo en almacén debe ser de 3 estibas y que cada una soportará 7 camas de producto.

Esto significa que la columna será de 21 cajas y, si cada caja pesa 14 kg, su peso total es 294 kg. Esa será la resistencia a la compresión

ECT= C 5.874 √ G × P requerida de esta caja, también conocida como C o BCT (Box Compression Test). Ya se tiene toda la información para aplicar la fórmula de McKee para el ECT del cartón:

La resistencia ECT requerida para este producto es de 7.92 kg/cm y, dado que en algunos países se maneja el sistema inglés, se convierte con esta fórmula:

7.92 kg/cm × 5.5981 = 44.3 lb/pul (que redondeamos a 45)

Es probable que la especificación técnica nos muestre un ECT de 60 lb/pul, lo cual significaría que estamos pagando por una resistencia que no necesitamos. Al ajustar nuestra especificación técnica a 45 lb/pul, tendremos un ahorro significativo.

Un acomodo columnar es el mejor para mantener la resistencia mecánica de las cajas. Es el más resistente a la estiba, debido principalmente a que los puntos más fuertes de una caja son las esquinas, mientras que los más débiles están en las partes medias de las caras y en el centro de la base. No obstante, en pro de la estabilidad y por otros motivos, las empresas comúnmente deciden acomodar el producto en un formato conocido como amarre, ubicando las cajas como si fueran ladrillos de un muro.

Este acomodo con amarre debilita sensiblemente la resistencia la compresión, hasta en un 50%, por lo que el ECT calculado deberá incrementarse en ese mismo porcentaje. Lo más adecuado es mantener un acomodo columnar mientras se refuerza la estabilidad con películas estirables, esquineros, flejes y adhesivos tangenciales, entre otros.

Una posibilidad muy interesante es incluir esquineros en las estibas, ya que brindan una gran capacidad de carga en relación con su calibre. Algunos tienen una capacidad de carga de hasta 1600 kg, lo que significa que, si se colocan correctamente,

ECT= 294Kg 5.874 √ 0.4cm × 100cm

ECT= 294Kg 5.874 √40cm2 = 294Kg 5.874 ×6.32cm

ECT= 294Kg 37.12cm = 7.92 Kg/cm

Acomodo del producto

Piezas totales por embalaje = 18 Productos de base = 3 Camas de producto = 6

Embalaje

Largo (cm) = 50 Ancho (cm) = 28 Altura (cm) = 25,5 Peso (kg) = 20,1 Volúmen (cm3) = 35,700

Acomodo del embalaje

Embalajes por cama = 8 Camas por estiba = 5 Embalajes por estiba = 40 Eficiencia de área (%) = 99,33 Eficiencia de volúmen (%) = 84,53 Peso por estiba (kg) = 824

Eficiencia total del acomodo (%) = 143%

FIGURA 3

FUENTE: SOFTWARE ESTIBA MAX PLUS® 2020 PARA OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE EMBALAJE, DEL INSTITUTO MEXICANO DE PROFESIONALES DE ENVASE Y EMBALAJE, IMPEE

Acomodo Propuesta 2

Acomodo del producto

Piezas totales por embalaje = 18 Productos de base = 2 Camas de producto = 9

Embalaje

Largo (cm) = 36 Ancho (cm) = 28 Altura (cm) = 34 Peso (kg) = 20,1 Volúmen (cm3) = 34,272

Acomodo del embalaje

Embalajes por cama = 11 Camas por estiba = 4 Embalajes por estiba = 44 Eficiencia de área (%) = 92,4 Eficiencia de volúmen (%) = 118 Peso por estiba (kg) = 904,4 Eficiencia total del acomodo (%) = 157%

FIGURA 4

FUENTE: SOFTWARE ESTIBA MAX PLUS® 2020 PARA OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE EMBALAJE, DEL INSTITUTO MEXICANO DE PROFESIONALES DE ENVASE Y EMBALAJE, IMPEE

las cajas en la primera cama de cada estiba solamente cargarán seis más. Esto, por supuesto, nos permite reducir el ECT a casi a la tercera parte de lo originalmente calculado, generando un ahorro considerable en el costo de las cajas.

Obtener un mejor acomodo interno del producto

En ocasiones, la forma de acomodar el producto dentro de una caja de cartón parece trivial. No obstante, un análisis correcto generará ahorros significativos al hacernos preguntas como: ¿Cuántas formas de acomodo existen para este producto? ¿Queda holgado dentro de la caja? ¿Es demasiado grande?

Hace algún tiempo uno de nuestros clientes nos expuso su problemática con una de las cajas de cartón: tendía a colapsarse fácilmente. Analizándola, nos percatamos de que sus dimensiones eran muy grandes, lo que la hacía tener grandes secciones donde resultaba realmente débil en cuanto a su resistencia a la estiba. Por otra parte, entre más grandes las cajas menos alternativas tienen de acomodo sobre la tarima.

Ciertamente para algunos productos el embalaje debe estar diseñado específicamente por su estructura o forma (por ejemplo, lámparas). Aun así, hay gran cantidad de productos con un acomodo específico, pero modificable. Veamos el ejemplo de un embalaje que contiene 18 bolsas de X producto y descubriremos alternativas que impacten la eficiencia de la estiba y del almacenamiento. Un nuevo acomodo del producto puede significar un ahorro significativo.

Para este acomodo de 6 sobres por base y 3 camas de altura (18 sobres en total) se requiere una caja de cartón corrugado con las siguientes dimensiones: 51 cm de largo, 49.5 cm de ancho y una altura de 16 cm. El tamaño de esta caja nos permite colocar solo cuatro por cama en la tarima y siete camas por estiba (28 cajas por estiba). Consideremos este nuestro 100%. Pero veamos otras alternativas de acomodo.

Propuesta 1. Colocar tres sobres de fondo por seis de altura nos dará los mismos 18 sobres por caja, pero sus dimensiones serán diferentes. (Vea la Figura 3).

Estas nuevas medidas de la caja nos permiten ubicar 8 por cama sobre la tarima, con una altura de cinco camas (40 cajas por estiba). Hemos logrado un mayor aprovechamiento del perímetro y el volumen de la tarima, colocando 43% más de producto en cada estiba.

Propuesta 2. Si colocamos sólo 2 sobres de fondo por 9 de altura (conservando los 18 sobres por caja) las nuevas dimensiones de las cajas nos permiten colocar 11 cama sobre la tarima y cuatro camas estiba (44 cajas), una mejora del 57%. (Vea la Figura 4)

El software Estiba Max Plus del IMPEE nos puede brindar estos mismos resultados.

Si el transporte es terrestre y su capacidad es de 28 pies, con el acomodo actual podemos transportar un total de 448 embalajes. Mientras tanto, con la propuesta 2 dicha cantidad asciende a 704 y, dado que los transportadores cobran por viaje sin tomar en cuenta lo llenos que van, obtendremos un ahorro del 57% en dicho gasto.

Aplicar esta metodología es relativamente sencillo y puede resultar de gran impacto en la empresa. Una mejora de 10% a 20% es común en este tipo de estudios, porcentaje que es directamente proporcional al ahorro conseguido.

Determinar el acomodo óptimo del embalaje en tarima y contenedor

Lo primero es el reacomodar el embalaje actual en la tarima para obtener la eficiencia de uso de superficie. Podemos mejorar la utilización ocupando un 80%, 95% o, quizás, 100% de la superficie de la tarima. Imaginemos que la superficie de cada tarima es utilizada en un 80%; esto significará que con el almacén lleno estamos desperdiciando un 20% de su volumen. Deberíamos tratar de lograr un acomodo que aproveche el 100%.

La pregunta es: ¿Cuál es el acomodo óptimo? Con una tarima de 100 x 120 cm, por ejemplo, la superficie máxima aprovechable mide 12,000 cm2. Imaginemos que tenemos un producto cuya caja de cartón corrugado tiene una base de 28 x 20 cm, ocupando 560 cm2 . El resultado de dividir 12.000 entre 560 (21.4) sería el número teórico de cajas que podríamos colocar por tarima; es decir, 21. Sin embargo, se debe analizar si esto es factible debido al tamaño de la caja utilizando modelos que nos permitan encontrar la mejor opción de acomodo de cajas sobre la superficie de la tarima. Tal es el caso del software IMPEE Estiba Max Plus 2020, que al introducir los datos nos arroja el acomodo óptimo, cuál es el porcentaje de utilización en la superficie de la tarima y, también, la eficiencia lograda en forma volumétrica. Este software, para nuestro ejemplo, nos arroja los siguientes resultados. (Ver Figura 5)

Tenemos unas cajas que pesan 2.7 kg con producto, de 16.6 cm de alto y apiladas en 7 camas: una altura de estiba de 1.2 metros. El acomodo óptimo sobre la tarima, con una eficiencia del 93.33%, es de 20 piezas para un total de 140 cajas; y un peso total de 398 kg, ya que cada tarima pesa 20 kg. Consideramos, de acuerdo con nuestra experiencia, que un acomodo de eficiencia menor al 85% debería revisarse.

En varias ocasiones hemos hecho este trabajo logrando mejoras de hasta 22%, que repercuten directamente en almacenamiento como en transporte. Podremos colocar esa misma cantidad más de producto en las áreas de almacén actualmente dedicadas a tal fin y el ahorro en distribución será directamente proporcional.

Ejecutar proyectos de estandarización cajas

Una compañía que tiene cientos de productos también suele mantener un inventario de cientos de diferentes cajas de cartón corrugado. Por supuesto, afectando los costos y el espacio de almacén. Por ello se plantea reducir el número de referencias de cajas al mínimo posible, haciendo que varios productos se empaquen en una caja determinada.

Es fácil estandarizar la caja de cartón cuando se tiene un producto como, por ejemplo, sobres con polvo para preparar bebidas en 15 sabores diferentes. El embalaje tiene las mismas dimensiones para cada sabor, entonces se puede tener una caja estándar con la misma impresión para todos y etiquetar cada caja para diferenciar los sabores, reduciendo el inventario de cajas de 15 a 1.

Pero si es que fabricamos un solo producto en cinco presentaciones diferentes, por ejemplo, mermelada de fresa de 100 g, 200 g, 500 g, 700 g y 1 kg, y queremos estandarizar una caja para los cinco tamaños, nos quedará perfecta para contener una presentación, pero en las otras cuatro el producto quedará holgado dentro de la caja. Es aquí donde no podemos olvidar una máxima del diseño de embalajes: entre más holgado esté un producto dentro de la caja, se incrementa la movilidad y, por ende, la posibilidad de daño del mismo.

Se deben considerar elementos de embalaje interior que inmovilicen el producto como divisores internos, espumas de poliestireno, poliuretano, polietileno, papel y cartón en tiras, etc. Cada uno tiene su costo y es evidente que hay que evaluar el beneficio de su utilización comparando la inversión que significa con lo ahorrado al estandarizar la caja. No solo el costo directo, sino también el de mantener un inventario y modificar de la operación en planta para colocar estos materiales adicionales.

Explorar alternativas en el diseño y desarrollo de embalajes se convierte en una gran oportunidad de ahorro para muchas compañías que el IMPEE asesora y que le han puesto nuevas metas al proceso de reducción costos.

El software IMPEE Estiba MAX Plus 2020 está disponible en el Instituto Mexicano de Profesionales en Envase y Embalaje, IMPEE, en www.impee.mx

Cálculo de efi ciencia y número de cajas en tarima estándar de 1×1, 2m

PRODUCTO: PALETAS VARIOS SABORES Dimensiones del Embalaje Internas Externas

Largo (mm) 272 280 Ancho (mm) 192 200 Altura (mm) 150 166 Peso producto (kg) = 2,7 Altura de la tarima (mm) = 140 Peso de la tarima (kg) = 20 Altura de la estiba (cm) = 132 Número de estibas = 2 Acomodo óptimo recomendado Embalajes por cama en tarima = 20 Camas teóricas por estiba = 7,11 camas Camas reales por estiba = 7 camas Altura real de una estiba = 130,2 cm Altura total de las estibas = 260,4 cm Embalajes por cama = 20 pzs Embalajes por estiba = 140 pzs Eficiencia de área en tarima = 93,33 % Eficiencia cúbica en estiba = 91,91 % Peso total de una estiba = 398 kg Peso total de las 2 estibas = 796 kg