USO DE LA OPTIMIZACIÓN PARA REDUCIR LA CANTIDAD DE MATERIAL EMPLEADO EN UN ENVASE ALIMENTICIO

Bachillerato Internacional

Evaluación Interna Biología

Nivel Medio

USO DE LA OPTIMIZACIÓN PARA REDUCIR LA CANTIDAD DE MATERIAL EMPLEADO EN UN ENVASE ALIMENTICIO

Mayo 2023

Índice de contenido

1.        Introducción        3

2.        Exploración        4

2.1.        Optimización de productos cilíndricos        4

2.1.1.        Aplicación: lata de leche condensada        5

2.2.        Optimización de productos cónicos        6

2.2.1.        Aplicación: Helado        6

2.3.        Optimización de una botella de agua (cilindro + cono)        6

1. Introducción

La industria del embalaje tiene un papel fundamental en la lucha contra el cambio climático, así como en los desastres financieros, sociales y ambientales que actualmente afectan al mundo entero. Los envases utilizados para la conservación de artículos cotidianos requieren grandes cantidades recursos fósiles para su formación, agotando de este modo cada vez más los recursos naturales sustanciales del planeta. Además, su eliminación supone la incarceración de estos productos de desecho, lo que produce cantidades exorbitantes de gases de efecto invernadero, aumentando continuamente los niveles de contaminación. Por lo tanto, cualquier medida que se pueda tomar para reducir la producción excesiva de embalajes supondrá una grata mejora de las condiciones medioambientales y residuales de nuestra sociedad.

El objetivo principal de esta investigación es establecer una solución para la fabricación excesiva de envases. A través de la consideración de las formas geométricas de diferentes artículos de consumo humano habituales en nuestra dieta, se establecerá un método matemático que permitirá obtener una serie de condiciones que minimizaran el área de superficie y, por consiguiente, el embalaje de estos productos. Por lo tanto, se utilizarán conceptos de optimización restringidos para derivar relaciones entre las dimensiones por las cuales el área de superficie puede ser minimizado. Para verificar estas relaciones, se utilizarán diferentes productos de distintas formas geométricas y se les aplicarán los resultados establecidos. Finalmente, se calculará el desperdicio de envase total del producto hallando la diferencia entre el área de superficie óptimo y el área de superficie real del producto. De esta forma, se podrá diseñar envases que podrán usarse para contener el mismo volumen pero que tendrán un área de superficie total significativamente menor, reduciendo así la contaminación ambiental.

1. Exploración

Durante el transcurso de esta investigación, se usarán los siguientes símbolos para denotar variables específicas:

Tabla 1 Significado de los símbolos utilizados a lo largo de la investigación

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