Uma estrutura de alta barreira é desenvolvida para reduzir de forma significativa a transferência de fatores como oxigênio e vapor d’água e, dependendo da composição da embalagem, também proteger de luz e contribuir para a retenção de compostos aromáticos.
Mas alta barreira não é sinônimo de embalagem melhor.
Ela faz sentido quando as características do produto, a vida útil pretendida e as condições de processamento, armazenamento e distribuição exigem esse nível de proteção. Quando a especificação ultrapassa as necessidades reais da aplicação, pode adicionar complexidade, material e custo sem necessariamente gerar benefício proporcional.
Por isso, uma das perguntas mais importantes no desenvolvimento é também uma das mais simples: quanto de proteção este produto realmente precisa, por quanto tempo e sob quais condições?
O que caracteriza uma estrutura de alta barreira
Barreira é uma propriedade que pode ser avaliada por critérios mensuráveis. Entre os parâmetros utilizados estão a taxa de transmissão de oxigênio (OTR) e a taxa de transmissão de vapor d’água (WVTR), determinadas sob condições específicas de ensaio, como temperatura e umidade relativa.
Esses valores, no entanto, não devem ser analisados isoladamente.
Uma estrutura com excelente barreira ao oxigênio pode não responder adequadamente a uma aplicação cuja principal necessidade seja controlar a transferência de vapor d’água. Da mesma forma, produtos sensíveis à luz podem exigir recursos adicionais que não são definidos apenas pelos valores de OTR ou WVTR.
A escolha depende, portanto, da relação entre produto, estrutura, processo, condições de distribuição e vida útil pretendida.
Entre as tecnologias que podem ser utilizadas para elevar o desempenho de barreira em embalagens flexíveis estão:
- Alumínio: pode proporcionar níveis muito elevados de barreira à luz, gases e vapor d’água quando utilizada em uma estrutura adequada e mantida sua integridade.
- EVOH: material reconhecido por sua elevada barreira ao oxigênio, cujo desempenho depende da configuração da estrutura e pode ser influenciado pela umidade.
- Filmes metalizados: podem oferecer elevada barreira à luz, oxigênio e vapor d’água, dependendo do substrato, da qualidade da metalização e da estrutura final.
- Revestimentos de óxidos, como SiOx e AlOx: podem ser utilizados em determinadas estruturas para agregar propriedades de barreira mantendo transparência, quando requerida pela aplicação.
Nenhuma dessas tecnologias é, isoladamente, a melhor solução para todos os produtos. O desempenho precisa ser analisado dentro da estrutura completa e das condições reais de uso.
Quando a alta barreira se justifica tecnicamente
A necessidade de alta barreira surge quando existe sensibilidade relevante do produto a determinados agentes externos e quando a proteção oferecida pela embalagem precisa contribuir para a vida útil pretendida.
Isso pode ocorrer, por exemplo, em aplicações envolvendo:
- produtos suscetíveis à oxidação, incluindo determinadas formulações com componentes lipídicos;
- cafés e outros produtos nos quais a preservação de compostos aromáticos seja um requisito importante;
- produtos higroscópicos ou sensíveis à transferência de umidade;
- produtos ou componentes sensíveis à exposição à luz;
- aplicações submetidas a períodos mais longos de armazenamento e distribuição;
- produtos com requisitos específicos de estabilidade, qualidade ou conservação.
No caso do café torrado, por exemplo, determinadas aplicações também podem utilizar válvulas desgaseificadoras como parte do sistema de embalagem, de acordo com as características do produto, do processo e da estratégia de acondicionamento.
O ponto central é que a especificação de barreira deve nascer de uma necessidade identificada, e não simplesmente da ideia de que quanto maior a barreira, melhor será a embalagem.
Quando a barreira pode estar superdimensionada
Uma estrutura pode estar superdimensionada quando entrega níveis de proteção significativamente superiores aos necessários para as condições reais da aplicação, sem que esse desempenho adicional gere benefício relevante para o produto ou para a operação.
Isso pode acontecer, por exemplo, quando uma estrutura desenvolvida para uma condição específica é replicada para outros produtos com necessidades diferentes ou quando especificações antigas permanecem inalteradas mesmo após mudanças no produto, no processo, na distribuição ou na vida útil requerida.
O resultado pode ser uma embalagem mais complexa do que o necessário.
Dependendo da solução adotada, isso pode significar:
- maior consumo de materiais;
- aumento de custo;
- estruturas mais complexas;
- necessidade de etapas adicionais de conversão;
- alterações de espessura, rigidez ou comportamento mecânico;
- possíveis impactos sobre maquinabilidade e condições de selagem;
- maior dificuldade para atender determinados critérios de design para reciclagem.
Isso não significa que estruturas complexas sejam inadequadas. Em muitas aplicações, elas são tecnicamente necessárias.
A questão é outra: cada elemento da estrutura precisa cumprir uma função justificável para aquela aplicação.
Como dimensionar a barreira a partir da vida útil pretendida
Uma abordagem tecnicamente consistente começa pelos requisitos da aplicação e, a partir deles, avança para a definição da estrutura.
Algumas etapas são importantes nesse processo:
- Identificar os principais mecanismos de alteração do produto, avaliando sua sensibilidade ao oxigênio, vapor d’água, luz e perda de compostos aromáticos, entre outros fatores relevantes.
- Definir a vida útil pretendida e os critérios utilizados para avaliar a manutenção das características esperadas do produto.
- Considerar as condições de processamento, armazenamento e distribuição, incluindo fatores como temperatura, umidade e características da cadeia logística.
- Estabelecer os requisitos de proteção da embalagem, considerando as características do produto e as condições às quais ele será submetido.
- Comparar alternativas de estrutura, avaliando desempenho técnico, quantidade e compatibilidade de materiais, custo, maquinabilidade e critérios de design para reciclagem, quando aplicáveis.
- Validar a solução nas condições adequadas à aplicação, utilizando os ensaios e estudos necessários para confirmar o desempenho do conjunto produto-embalagem ao longo da vida útil pretendida.
Essa lógica evita começar o projeto pela estrutura mais complexa disponível.
O objetivo é chegar à barreira necessária para a aplicação, considerando o equilíbrio entre proteção, desempenho, eficiência e demais requisitos do projeto.
Barreira e reciclabilidade na mesma especificação
A busca por maior potencial de reciclabilidade acrescenta uma variável importante ao desenvolvimento de estruturas de barreira.
A composição da embalagem, a compatibilidade entre materiais, a presença e a proporção de determinados componentes e os critérios das rotas de reciclagem consideradas precisam ser avaliados em conjunto.
Nesse contexto, estruturas monomateriais podem ser desenvolvidas com tecnologias de barreira adequadas à aplicação, incluindo, conforme o projeto, determinados revestimentos ou camadas funcionais.
Mas monomaterialidade não elimina a necessidade de validação.
Desempenho de barreira, selagem, resistência, maquinabilidade e comportamento ao longo da vida útil precisam continuar sendo avaliados. Além disso, a classificação de uma estrutura quanto à reciclabilidade deve considerar sua composição completa e os critérios aplicáveis à rota de reciclagem pretendida.
Por isso, o desenvolvimento não deve partir da escolha entre barreira ou reciclabilidade como se fossem objetivos necessariamente opostos.
O desafio técnico é buscar uma estrutura que entregue a proteção necessária ao produto e, ao mesmo tempo, considere oportunidades de simplificação e compatibilidade com os critérios de design para reciclagem aplicáveis ao projeto.
Como a Camargo Embalagens aborda projetos de alta barreira
Na Camargo Embalagens, o desenvolvimento de uma estrutura começa pela compreensão das necessidades da aplicação.
Características do produto, vida útil pretendida, processo de envase, condições de armazenamento e distribuição, requisitos de desempenho e objetivos relacionados à estrutura fazem parte dessa análise.
A partir dessas informações, diferentes materiais e tecnologias podem ser avaliados para desenvolver uma solução compatível com o projeto.
Esse trabalho pode envolver:
- análise das necessidades de proteção do produto;
- avaliação de diferentes alternativas de estrutura e tecnologias de barreira;
- consideração das condições de envase e dos requisitos de desempenho da embalagem;
- busca por estruturas mais eficientes em uso de materiais, quando tecnicamente viável;
- avaliação de alternativas monomateriais e de critérios de design para reciclagem, quando esses objetivos fizerem parte do projeto.
Porque mais barreira não significa embalagem melhor. Significa uma escolha que precisa ser justificada pelas necessidades reais da aplicação.
Converse com os especialistas da Camargo Embalagens para avaliar os requisitos de proteção do seu produto e desenvolver uma estrutura alinhada às necessidades da aplicação.
