Por Thomas Walther
A mais recente regulamentação europeia de embalagens e resíduos de embalagens marca uma virada na indústria do segmento. Este artigo destaca como esta regulamentação acelera o desenvolvimento de embalagens recicláveis e como o “Design para Reciclagem” e a minimização de materiais de embalagem pavimentam o caminho para um futuro mais sustentável. Dois enfoques principais estão no centro das atenções: a redução do uso de adesivos para facilitar a reciclagem e a prevenção de resíduos desnecessários na produção e uso.
A regulamentação europeia de Embalagens e Resíduos de Embalagens (PPWR) é um passo decisivo para a transformação da indústria. Ela promove o desenvolvimento de embalagens que são recicláveis não apenas teoricamente, mas também na prática. Um componente central dessa diretriz é a simplificação dos materiais e a promoção do conceito de “Design para Reciclagem”. Um dos aspectos mais importantes da regulamentação é a integração perfeita das embalagens nos sistemas de gestão de resíduos existentes. Para alcançar isso, o design das embalagens deve atender aos requisitos da reciclagem. Os componentes utilizados em sua fabricação, incluindo os adesivos, não devem interferir no processo de reciclagem. Um design eficaz garante não apenas a fácil recuperação das fibras de papel, mas também apoia as metas de sustentabilidade da regulamentação.
Além dos objetivos de minimização do volume das embalagens decorrentes da regulamentação, há outro aspecto importante: a redução do peso e do volume das embalagens. A funcionalidade da embalagem e a proteção do produto embalado devem ser mantidas. Isso requer um equilíbrio sofisticado entre forma e uso de materiais. O objetivo da minimização de embalagens, além da reciclabilidade, é outro aspecto a ser considerado no design do produto.
Métodos de produção eficientes e adesivos recicláveis
A prevenção de resíduos no processo de fabricação de embalagens é um fator decisivo para atingir as metas da regulamentação europeia de Embalagens e Resíduos de Embalagens. Um aspecto importante aqui é a escolha de métodos de produção que utilizem adesivos que sejam aplicados de forma confiável e que não interfiram na reciclagem. O guia “Circularidade por Design para Embalagens Baseadas em Fibra” fornece informações abrangentes sobre a reciclabilidade de diferentes adesivos. A adequação dos adesivos ao processo de reciclagem varia, com os tipos convencionais de adesivos a frio e a quente sendo geralmente adequados. Recomenda-se que os fabricantes de adesivos assegurem que os produtos desenvolvidos atendam aos padrões de reciclagem estabelecidos. Esta abordagem é essencial para garantir tanto a compatibilidade ambiental quanto a eficiência da produção de embalagens.
A suposição generalizada de que a renúncia ao uso de adesivos leva a processos de produção mais sustentáveis não é necessariamente correta. Na verdade, a renúncia ao uso de adesivos pode resultar na necessidade de usar materiais de embalagem mais espessos ou mais fortes. Isso vai contra o objetivo da minimização de embalagens. Uma quantidade exata de adesivo como componente de uma embalagem permite a produção de embalagens que não são apenas leves, mas que também possuem a resistência e durabilidade necessárias.
Sustentabilidade através da utilização otimizada de adesivos
A chave para a sustentabilidade reside na otimização do uso de adesivos. Esta abordagem apoia o equilíbrio necessário entre a minimização de materiais e a funcionalidade das embalagens. O princípio de “menos é mais” é particularmente relevante no uso de adesivos na indústria de embalagens. A quantidade reduzida de adesivos não melhora apenas a recuperação das fibras durante a reciclagem, mas também facilita a limpeza e triagem nas instalações de reciclagem. Sistemas de ligação, como os da Baumer, como a solução Side Seam, usam a funcionalidade de ligação por pontos, reduzindo a quantidade de adesivo necessário. Esse método usa adesivos termofusíveis aplicados em pontos menores e com maior precisão, reduzindo assim o consumo geral de adesivos em até 50%.
A redução do uso de adesivos tem um impacto positivo sobre os recursos, pois diminui a carga sobre os sistemas de coleta e limpeza (como notado por estudiosos ambientais). A precisão na aplicação de adesivos também é crucial para garantir que a embalagem seja compatível com os processos de reciclagem.
Os testes revelam que a precisão no uso de adesivos não só melhora a eficiência, mas também contribuem para a manutenção da funcionalidade das embalagens. A redução do uso de adesivos melhora a reciclabilidade das embalagens sem comprometer sua funcionalidade.
A aplicação de adesivos em pontos e a dosagem precisa do adesivo resultam em menos resíduos de produção. Um exemplo inicial da precisão no uso de adesivos termofusíveis é visto na Baumer, onde a aplicação de adesivos eletrônicos é diferenciada de seus concorrentes pneumáticos pela ausência de vedantes dinâmicos, resultando em uma operação mais estável. Os dispositivos operam sem falhas, mesmo após bilhões de ciclos, permitindo uma redução significativa no uso de adesivos ao longo do tempo.
Redução do consumo de adesivos graças ao Co2-Fußabdruck
A redução da pegada de carbono é um objetivo central em todas as etapas da produção de adesivos. A maioria dos sistemas de aplicação de adesivos termofusíveis oferecem soluções para minimizar os recursos necessários. Isso inclui o uso de adesivos de origem biológica e a redução de compostos orgânicos voláteis (COV). Estes fatores reduzem significativamente a pegada de carbono das embalagens.
Influência das embalagens no meio ambiente
As embalagens afetam o meio ambiente de duas formas: através de impactos diretos e indiretos. Os impactos diretos ocorrem na fabricação das embalagens e ao longo de seu ciclo de vida. Isso inclui o consumo de materiais, energia, emissões e resíduos. Os impactos indiretos ocorrem quando as embalagens influenciam a durabilidade e a proteção do produto embalado, aumentando sua vida útil e evitando desperdícios.
A eficiência no uso de adesivos protege o produto e prolonga a vida útil da embalagem, resultando em menos resíduos.
O aumento da aplicação de adesivo leva a uma série de problemas. Estes incluem adesivo insuficiente, aderência a peças da máquina de embalagem, respingos de adesivo e contaminação do substrato, bem como do próprio produto. Esses problemas podem causar falhas de vedação, embalagens defeituosas, devoluções e reclamações de clientes. Particularmente críticas são as falhas de vedação e as embalagens defeituosas de alimentos, que podem levantar dúvidas sobre a qualidade do produto entre os consumidores. Uma aplicação precisa e controlada de adesivo de embalagem é decisiva para evitar isso, garantir a integridade do produto e manter a confiança dos consumidores.
A qualidade da aplicação de adesivo é essencialmente determinada por dois fatores principais: primeiro, pela qualidade do próprio adesivo e, segundo, pelas propriedades dos sistemas aplicadores. Adesivos de alta qualidade podem reduzir significativamente a quantidade de respingos. Ao mesmo tempo, uma redução no consumo de adesivos com adesivos de alta qualidade é sensata tanto do ponto de vista econômico quanto ecológico.
A aplicação de adesivo deve ser controlada de forma técnica. Diferenças qualitativas entre diferentes adesivos podem ter efeitos diversos, e os fabricantes estão disponíveis para oferecer consultoria. A escolha do adesivo certo é, portanto, decisiva e, no futuro, pode reduzir os custos de reclamação devido a falhas de vedação e resíduos de adesivo. Investir em adesivos melhores não só pode melhorar a produtividade, mas também levar a economias de custo a longo prazo.
Uma abordagem adicional para melhorar a aplicação de adesivo e reduzir custos é o uso de tecnologia de medição de adesivos, como o exemplo do Ventil PX 1000 da Baumer. A medição pode reduzir o consumo de adesivo em até 50%, o que diminui os custos de produção. Esse aumento na eficiência leva a menos desgaste e menor contaminação do sistema de aplicação, evitando a formação de névoa de adesivo. A medida de adesão pode identificar falhas de adesão e desvio de adesivo, reduzindo assim as falhas de vedação. A atualização da eficiência do Ventil IX pode reduzir a quantidade de adesivo em até 42%, levando a uma aplicação de adesivo mais limpa e precisa.
Fator de Influência: Atrito no Sistema de Aplicação
Outro aspecto importante que pode afetar a qualidade da aplicação do adesivo é o atrito do adesivo no sistema de aplicação. O atrito é um problema particular e deve ser minimizado tanto quanto possível. Ele se torna problemático quando a quantidade de adesivo aplicado varia. Em tais casos, estados constantes no sistema de aplicação de adesivo não podem ser mantidos. Isso pode levar a flutuações na aplicação de adesivo e, portanto, a variações na qualidade final do produto.
As bombas de pistão são amplamente utilizadas na indústria de embalagens. Frequentemente, são usadas bombas de pistão duplas, que podem criar movimentos alternados que levam a oscilações no fluxo de adesivo. Essas bombas operam em ciclos, nos quais cada ciclo alimenta um volume específico de fluido no sistema. Um problema geral nas bombas de deslocamento é o fluxo pulsante inerente.
Para mitigar esse efeito, são usados atenuadores de pulsação. Esses dispositivos são instalados na linha de pressão atrás da bomba. Existem diferentes tipos de atenuadores de pulsação, incluindo variantes de membrana seca e hidráulica. Atenuadores de pulsação hidráulicos são recipientes preenchidos com gás, onde a separação entre o fluido de deslocamento e o gás é feita por meio de uma membrana. O gás é comprimido alternadamente e expandido, o que compensa as pulsações no volume de deslocamento.
Os atenuadores de pulsação não são capazes de suavizar completamente o fluxo de deslocamento. Eles são mais projetados para cortar picos e equalizar o fluxo dentro de uma determinada faixa de operação. Os atenuadores reduzem a pressão de entrada variável e mais alta para uma pressão de saída mais baixa e uniforme. Isso é feito através da restrição da pressão de descarga da bomba ao nível de pressão de trabalho que o sistema necessita.
Um aspecto importante no uso de atenuadores de pulsação é o cisalhamento, especialmente com fluidos não newtonianos. Esse cisalhamento pode alterar as propriedades de aplicação e transporte do fluido. Se isso terá um impacto positivo ou negativo, depende das propriedades específicas dos fluidos e das condições de aplicação.
Pontos de operação variáveis levam a diferentes demandas de cisalhamento, resultando em um comportamento não linear do fluido. Por exemplo, um fluido estrutural viscoso mostra maior afinamento por cisalhamento sob maior pressão de descarga. Se a pressão de descarga de uma bomba de alimentação for ajustada à velocidade da linha de produção por meio de restrição subsequente, isso pode influenciar as características de transporte e aplicação. Também é importante considerar que os fluidos sensíveis podem ser alterados por esses processos, levando a mudanças irreversíveis na homogeneidade e no comportamento.
Transporte preciso e eficiente de fluidos
A Baumer desenvolveu a bomba DPP com base nas análises dos requisitos das máquinas de alta velocidade, como as máquinas de fabricação de fraldas descartáveis. A particularidade da bomba DPP reside no controle individual do pistão. Diferentemente das bombas de pistão convencionais, onde os pistões são mecanicamente acoplados, a bomba DPP utiliza pistões individuais com acionamento próprio. Isso possibilita um controle preciso do movimento do pistão e uma melhoria significativa em relação aos sistemas convencionais.
O princípio da bomba DPP consiste em dois cilindros controlados individualmente, nos quais os pistões são movimentados para cima e para baixo por um atuador linear. Isso permite um controle preciso da descarga de fluido e deslocamento dos fluidos com alta eficiência e precisão.
Cilindro de cola em movimento descendente. O trabalho alternado das bombas com sobreposição na área de pressão reduz a minimização das faixas de pressão na área de comutação e reduz ao máximo as flutuações de pressão. Isso ocorre sem a necessidade de reguladores de pressão de material adicionais, evitando assim desvantagens anteriores descritas.
O volume de fluido transportado e a taxa de transporte da bomba DPP são ajustados ao longo de toda a faixa de controle linearmente e dependem exclusivamente da pressão de alimentação regulada da bomba. A pressão de alimentação é convertida em um fluxo de fluido uniforme.
Adicionalmente, o controle fechado da bomba permite um ajuste rápido da taxa de entrega. Se uma pressão de fluido específica for excedida na saída do sistema, uma correção ocorre automaticamente. Esse sistema oferece entrega precisa, rápida e eficiente para aplicações que requerem uma alimentação constante e precisa.
Qualidade constante de aplicação de adesivo e eficiência de processo
Medições e o feedback dos fabricantes de adesivos confirmam que o adesivo é processado com carga de cisalhamento negligenciável ao usar as bombas DPP. Isso significa que as propriedades do adesivo permanecem praticamente inalteradas durante o processo de bombeamento. O adesivo é bombeado com as mesmas características que tinha quando foi inserido no sistema. Isso é particularmente vantajoso para adesivos sensíveis que reagem de forma sensível a forças de cisalhamento. Isso significa que a qualidade e o desempenho do adesivo permanecem constantes durante todo o processo, contribuindo para uma maior qualidade do produto, alta qualidade de aplicação do adesivo e eficiência do processo.
