In un articolo sul Wall Street Journal la giornalista e ricercatrice Helen Czerski ha analizzato la resistenza speciale delle scatole di cartone e la loro efficacia nel proteggere i prodotti, grazie soprattutto alla struttura con cui sono realizzate. Una resistenza tutto sommato sorprendente, considerando la leggerezza del materiale di partenza.

“Qualche settimana fa il mio ufficio è stato invaso dal cartone. Le scatole si sono accumulate con l’arrivo di attrezzature per un progetto di ricerca. Questa piccola montagna di scatole ha protetto i nostri strumenti per migliaia di chilometri. Eppure in fondo sono fatte di un materiale che pesa pochissimo: semplicemente carta, quindi fragile e debole. Come può qualcosa di così leggero avere questa forza incredibile?“

Czerski spiega che gli oggetti di carta hanno una resistenza che le persone, in genere, sottovalutano. La giornalista descrive un esperimento che i suoi colleghi amavano svolgere nell’ambito di un dottorato di ricerca a Cambridge:

“I ricercatori avevano una dimostrazione preferita per impressionare il pubblico durante i nostri Open Days. Appendevano un grande rotolo di carta ad un muro e lo facevano scorrere parzialmente fino ad un rotolo più in basso, con un altro foglio di carta sospeso in mezzo. A quel punto agganciavano un peso di 150 libbre al rotolo inferiore e trafiggevano il foglio di carta al centro con un taglierino. Il pubblico sussultava, ma il rotolo non cadeva. La carta resisteva“.

“È solo carta, fragile e debole. Come può qualcosa di così leggero avere una resistenza così straordinaria?“

L’esperimento dimostrava efficacemente la forza delle fibre di cellulosa e dei loro legami. A determinare il grado di forza nelle scatole di cartone, infatti, è il modo in cui la carta viene strutturata internamente, con uno strato interno ondulato inserito tra due lati piatti. Sono proprio i lati esterni a fare in modo che la scatola non si pieghi. Quanto più distanti sono gli strati, tanto più difficile è farli curvare, quindi il primo compito delle ondulazioni è tenere separati i lati e impedire loro di piegarsi.

“Merci per un valore di miliardi di dollari vengono regolarmente trasportate in scatole di cartone ondulato, quindi non sorprende che ci siano molti articoli scientifici sulla resistenza di questo materiale. Equazioni, modelli computazionali, considerazioni su umidità, temperatura e forme. Sono gli stessi calcoli strutturali che si fanno per progettare un edificio. Ogni scatola è come un’architettura di carta”, spiega Czerski nell’articolo.

“Equazioni, modelli computazionali, analisi su temperatura, forme e tipo di carta. Sono gli stessi calcoli strutturali che si fanno per progettare un edificio. Ogni scatola è come un’architettura di carta“.

Successivamente la ricercatrice analizza la parte che considera più affascinante delle scatole in cartone: quella delle ondulazioni. “Le onde interne sono costituite da un foglio piegato avanti e indietro più volte ed esteso in orizzontale. Alla base c’è una regola che riguarda ogni foglio: la doppia piegatura rende la loro struttura più rigida e resistente“.

Per rendere chiaro il concetto, l’autrice utilizza un’analogia legata al modo in cui le persone consumano le pizza: “Gli amanti della pizza conoscono questo principio: se prendi una fetta di pizza afferrandola dal cornicione, la punta generalmente cadrà verso il basso, perché il cornicione non riesce a reggerla. Ma se pieghi la pizza lungo l’asse della fetta, la punta non potrà abbassarsi o piegarsi. Nel cartone, in modo analogo, le ondulazioni rendono più forte la struttura, impedendole di piegarsi“.

Oggi le scatole di cartone vengono suddivise in diverse categorie proprio a partire dal tipo di ondulazione: si va dalla semplice carta ondulata a quella a “tripla onda”, per carichi che hanno bisogno di maggiore protezione. A variare è la quantità di onde tra le due superfici e, di conseguenza, il volume del cartone. Maggiore il numero di onde interne, maggiore sarà il livello di solidità e resistenza della confezione. Lo spessore del cartone può cambiare anche in base alla forma delle onde, che possono essere “alte”, “medie”, “basse” o “micro-onde”.

Con queste progressive evoluzioni e un’intuizione progettuale notevole, un materiale leggero come il cartone si è imposto gradualmente come la soluzione perfetta per packaging rigidi e resistenti.

“È un’idea così intelligente che mi sono sentita un po’ in colpa per aver calpestato la pila di scatole nel mio ufficio, fino ad appiattirle e distruggerle senza possibilità di recupero”, ha concluso Czerski nell’articolo. “Ma la prossima volta che vedrò una scatola di cartone le dedicherò l’apprezzamento che merita. Promesso“.