RESUMEN

El trabajo que a continuación se presenta se acoge a la modalidad de tesis 
por compendio de publicaciones del Departamento de Proyectos de 
Ingeniería de la Universidad Politécnica de Valencia. Consta de seis 
artículos, de los cuales, dos de ellos han sido publicados en la revista 
“Packaging Technology and Science”, otros dos artículos publicados en 
“Advances in Experimental Mechanics Vols 7-8”, un quinto artículo 
publicado en “World Congress on Engineering 2007, Vols 1 and 2” y un 
sexto artículo enviado y pendiente de ser aceptado en la revista “Packaging 
Technology and Science”. El nexo común que los une es el de profundizar 
en la generación de nuevo conocimiento dentro del campo de la ingeniería 
del embalaje, siendo su objetivo final, el de mejorar las técnicas actuales de 
simulación de los riesgos transmitidos al producto y su embalaje en los 
procesos de transporte y distribución.

Las investigaciones planteadas y detalladas en cada uno de los artículos 
pretenden aportar una contribución parcial a un objetivo tan ambicioso 
como el planteado. Uno de los abusos mecánicos importantes, aplicado al 
producto embalado durante el proceso de transporte y distribución, son 
los impactos o caídas a los que son sometidos los productos embalados. El 
primer artículo de investigación se ha centrado en la medida y análisis de 
estos impactos recibidos por productos embalados que son enviados por 
avión mediante empresas transportistas de paquetería (DHL y FedEx) 
entre Europa y USA, obteniendo datos necesarios para simular en 
laboratorio las condiciones intercontinentales del transporte de paquetería 
para el correcto diseño de los embalajes de protección.

La severidad de los impactos a menudo se describe en función de su altura 
de caída-libre equivalente (EDH) y de la orientación del impacto, para así 
facilitar los ensayos de caída en laboratorio. El enfoque generalmente 
utilizado es utilizar un paquete que contiene un registrador de 
aceleraciones y procesar los datos obtenidos para obtener una distribución 
estadística de las alturas de caída esperadas en el proceso de distribución. 
Es por ello que el artículo tercero de investigación se ha centrado en 
obtener el método de estimación de la EDH más preciso, el cual se 
consigue cuando está basado en el uso del parámetro del cambio total de 
velocidad durante el impacto. Los métodos basados en la velocidad de 
impacto para el cálculo de la EDH no deberían de ser utilizados debido al 
elevado error que introducen en su estimación.

Puesto que los embalajes de amortiguamiento que sirven de protección a 
los productos en los procesos de transporte y distribución, son calculados 
y diseñados teniendo en cuenta la altura máxima de caída esperada, la cual 
es obtenida mediante estimación de la EDH, es importante estimar los 
ambientes de distribución de forma correcta. Debido al impacto negativo 
medioambiental de los materiales utilizados como amortiguamiento de 
productos embalados, tales como el poliestireno expandido, está habiendo 
un creciente interés en uno de los materiales más disponible y renovable, el 
papel, como sustituto. En el artículo sexto de investigación se ha 
demostrado que materiales de amortiguamiento desarrollados con cartón 
ondulado precomprimido multi-capa es una alternativa factible como 
protección de los productos ante impactos repetitivos frente a los 
materiales poliméricos menos respetuosos con el medio ambiente, 
teniendo a su vez un excelente comportamiento en cuanto aceleración 
máxima transmitida y respuesta en frecuencia.

Otro abuso mecánico importante, aplicado al producto embalado durante 
el proceso de transporte y distribución, es la compresión dinámica a la que 
son sometidos los embalajes. El cuarto artículo de investigación se ha 
centrado en la obtención de un método mediante el cual se pueda 
cuantificar la aptitud de un embalaje de cartón ondulado para soportar 
cargas dinámicas de compresión por largos periodos de tiempo. 
Actualmente no hay establecido un método por el cual se pueda medir la 
capacidad que tiene un embalaje de cartón ondulado en soportar cargas 
dinámicas de compresión por periodos largos. No obstante, se ha 
demostrado, que el daño acumulado en embalajes de cartón ondulado 
sometidos continuamente a cargas de compresión dinámicas aleatorias, 
puede ser obtenido mediante la evaluación de los parámetros modales del 
sistema extraídos de su función de respuesta en frecuencia. 

El segundo artículo se ha centrado en la obtención y análisis de los niveles 
de vibración que se transmite a la mercancía en el transporte por carretera. 
Las vibraciones producidas por vehículos dependen en gran medida de 
variables como el nivel de carga utilizada en la plataforma de carga, el tipo 
de suspensión neumática o mecánica de la plataforma del vehículo y de la 
velocidad que el vehículo está desarrollando en ese momento, como se ha 
demostrado en el segundo artículo de investigación de la presente tesis tras 
el análisis de los datos obtenidos en carreteras españolas, obteniendo 
funciones PSD que dependían, en general, de esas variables.

Tras demostrar en la presente tesis que es posible obtener una función 
PSD, cuya forma depende exclusivamente de los medios de transporte 
utilizados y cuyo nivel de energía, depende de la velocidad con la que el 
vehículo se desplaza; la principal limitación de que los procesos aleatorios 
de vibración a ser simulados son asumidos normalmente-distribuidos y 
estacionarios, al utilizar el PSD como un solo descriptor de las vibraciones 
producidas por vehículos en carretera, se solventa mediante la aplicación 
de una técnica de simulación que reproduce las variaciones de amplitud del 
proceso siempre que se conozca la distribución de la raíz del valor medio 
al cuadrado (RMS) de la señal de vibración. Por ello, el artículo quinto de 
investigación se ha centrado en la obtención de un nuevo modelo 
estadístico que describe con mayor precisión la distribución estadística de 
las vibraciones aleatorias generadas por vehículos en carretera y que 
permite a su vez el desarrollo de ensayos de simulación en laboratorio que 
incluyan la generación de vibraciones aleatorias de diversos niveles de 
energía. El nuevo modelo desarrollado describe de forma más precisa el 
carácter estadístico de las vibraciones aleatorias generadas por vehículos en 
carretera, ya que mejora de forma importante los resultados del modelo de 
tres parámetros de Weibull.