Una cámara climática para evitar el desperdicio alimentario

Los retos para el sector alimentario siguen multiplicándose. Las estimaciones indican que en el año 2050 la población mundial será de 9.100 millones de personas, un 34% superior a la actual, lo que implicará duplicar las necesidades mundiales de alimentos sobre lo que se está produciendo actualmente. Este hecho supone ya un reto tecnológico, ya que no solo se trata de un aumento de producción, sino de que esta sea a través de sistemas agrícolas y alimentarios más sostenibles. Todo esto se une a un perfil de consumidor que demanda este valor de la sostenibilidad, haciendo que la producción, transporte y distribución de alimentos sea una de las sinergias globales más importantes para alimentar a la población. Pero esto tiene un contrapunto: el desperdicio de muchos alimentos en la actualidad, que en cifras se estima en un 33% la pérdida o deshecho de la producción mundial de alimentos a lo largo de la cadena de suministro o como producto no consumido, según indica la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO).

Esta pérdida de alimentos en la cadena de suministro viene motivada por el alto nivel de calidad exigido por los agentes minoristas en los productos recepcionados, haciendo que el receptor de la mercancía distribuida suela actuar de forma binaria, aceptando o rechazando la mercancía perecedera en función de la existencia de perturbaciones en las medidas que registran los trazadores en toda la cadena. Este hecho se debe, principalmente, a la inexistencia de herramientas de estimación de la calidad del producto cuando ha estado sometido a perturbaciones, muchas veces inevitables, durante esta cadena.

En este contexto, Roque Torres Sánchez, catedrático del departamento de Automática, Ingeniería Eléctrica y Tecnología Electrónica de la Universidad Politécnica de Cartagena y director del grupo Prisma de Ingeniería Industrial, junto al catedrático de Tecnología de los Alimentos y director del grupo de postcosecha y refrigeración (GPR) Francisco Artés Hernández, comenzaron a desarrollar una colaboración multidisciplinar de la que salió el proyecto 'Diseño y validación a escala industrial de una cámara climática portátil para la estimación dinámica de la vida útil de productos perecederos'.

Se trata de una iniciativa que da repuesta a esta necesidad de reducir el desperdicio alimentario, específicamente el que se produce en la postcosecha de los productos perecederos, partiendo de los diferentes actores que intervienen en la cadena alimentaria por su incidencia directa sobre la calidad del producto y su vida comercial.

El proyecto, que está respaldado por la Fundación Séneca dentro de las ayudas Prueba de Concepto, persigue el desarrollo de una cámara climática portátil capaz de reproducir, en tiempo real, las condiciones ambientales del producto transportado. El objetivo es poder cuantificar las pérdidas de calidad de los productos evitando su desecho, ya que pueden destinarse a mercados con más rotación o tener instrumentos de análisis para que el importador pueda asumir esas pérdidas de calidad en su mercado, sin que ello implique un riesgo para la salud alimentaria.

El equipo lo complementan Lorena Martínez Zamora del GPR y Manuel Jiménez Buendía, Ana Toledo Moreo y Javier Mariano Garrido del Prisma. Además, se ha contado con la ayuda de expertos en máquinas térmicas e Ingeniería de Fluidos como Francisco Vera y Antonio Sánchez Kaiser de la UPCT. Entre ambos equipos, se están realizando los ensayos de calidad de los productos y los diseños electrónicos y mecánicos de la cámara, así como su desarrollo y mecanizado.

La investigación ayudaría a conocer en tiempo real las condiciones de las principales variables ambientales de los productos perecederos y poder reproducirlos en una instalación (la cámara climática) donde se encuentre una muestra de la misma materia prima que se está transportando. Por un lado, la cámara puede ser utilizada para evidenciar el comportamiento en las condiciones reales de transporte, pero, por otro lado, también puede ser utilizada para elaborar indicadores de pérdidas de calidad, realizando ensayos a los productos de la cámara que han estado sometidos a perturbaciones ambientales.

La cámara diseñada replicará las condiciones del transporte en tiempo real. Para ello utiliza unos trazadores ambientales que se ubican junto a la mercancía transportada y que han sido desarrollados por el equipo investigador. El producto, situado dentro de la cámara, se comporta como un producto gemelo sometido a las mismas perturbaciones ambientales. De este modo, es posible realizar ensayos de calidad sobre ese producto y desarrollar modelos de comportamiento. «Podemos determinar cómo ha reaccionado ese producto ante las variaciones ambientales y expresarlo matemáticamente mediante un modelo», indica Roque Torres Sánchez. Este modelo, añade, puede ser utilizado para predecir cuál sería la calidad del producto en un horizonte temporal a partir de las condiciones a las que ha estado expuesto y conocer con exactitud su vida comercial de forma dinámica.

En el caso de que la mercancía transportada sufriera alguna anomalía, la vida comercial del producto perecedero se puede ver afectada, por lo que disponer de un modelo de comportamiento dinámico del producto permitiría tomar decisiones con tiempo y margen de maniobra. «De este modo se conseguirían disminuir las pérdidas de alimentos que inicialmente estaban destinadas a un mercado, y que por diversas condiciones no llegan a cumplir las expectativas de vida comercial, pudiendo destinarse a otros que no sean tan exigentes en la calidad», indica el investigador.

El proyecto está complementado con otros desarrollos previos por parte de los investigadores, como los trazadores ambientales, desarrollados al amparo del proyecto Agroalnext, que monitorizan las condiciones de los productos transportados. Actualmente están registrando medidas en productos transportados por diferentes empresas de la Región. Estos datos de transporte están siendo reproducidos en el primer prototipo de cámara (V1), utilizando tomate Cherry como producto de ensayo.

De forma paralela, se está mecanizando y equipando la versión comercial de la cámara (V2), construida específicamente para este proyecto por Carrocerías JeanJe S. L. siguiendo las indicaciones del equipo investigador. «La utilización de la versión prototipo V1 mientras se construye la versión comercial, permite depurar el diseño al tiempo que se realizan los ensayos de productos necesarios para la interpretación de datos y elaboración de modelos entrenados de pérdida de calidad», matiza Torres.

El estado del proyecto de la cámara comercial está, por tanto, en una fase de desarrollo intermedio con el desarrollo del proceso creativo del producto y validación del prototipo. Para fin de año está previsto su implementación final con un análisis pormenorizado del mercado potencial de esta tecnología.

«Contar con el respaldo de la Fundación Séneca supone una gran oportunidad para nuestro proyecto de investigación. Este apoyo valora la importancia y el potencial impacto de nuestra línea de investigación, cuyo fin es reducir el desperdicio de alimentos», afirma. El programa de Prueba de Concepto de la Fundación Séneca permite alcanzar niveles de desarrollo cercanos a la comercialización e implantación en Industria en diseños de ingeniería, lo que facilita su transferencia al sector productivo y promueve una interrelación entre el mundo científico universitario y las necesidades de la sociedad y del sector industrial.

El proyecto ha recibido una ayuda de 30.000 euros para una duración de un año, concluyendo el 31 de diciembre.

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