El sensor automático que detecta la podredumbre en frutas y hortalizas almacenadas

A pesar de los avances en el almacenamiento, el procesamiento, el envasado y la distribución de alimentos, el 14 % de los alimentos cosechados nunca llega a los consumidores, y se calcula que un tercio de todos los alimentos producidos para el consumo humano se pierden o desperdician.

Además de las implicaciones éticas, esto supone un gran coste económico para la industria de la alimentación ya que, cada año, se pierden 6 100 millones EUR tan solo en el caso de las manzanas, las peras y los arándanos almacenados. También conlleva el despilfarro de recursos hídricos y terrestres, agrava la contaminación y contribuye al cambio climático a través de la emisión de gases de efecto invernadero.

En el proyecto financiado con fondos europeos MAX-FRESH, que se centra en la fase de almacenamiento, se ha desarrollado el primer sensor automatizado —el monitor interactivo de sensores de almacenamiento (ISS, por sus siglas en inglés)—, que permite detectar y alertar de la presencia de gases volátiles indicativos de la maduración, la fermentación, el daño o la podredumbre de los alimentos.

Eugène Rokx, coordinador del proyecto, comenta:

«Este podría reducir la pérdida de productos frescos hasta en un 50 %, prolongar la vida útil de almacenamiento de los productos en torno a un 20 % y reducir los tratamientos químicos posteriores a la cosecha en torno a un 50 %».

Cuando el láser y el sensor se encuentran con los gases volátiles

MAX-FRESH surgió de un proyecto previo, QCAP (Quality Control Agricultural Products), en el que se adaptó la espectroscopia láser empleada para detectar gases en baja concentración como indicadores de enfermedades pulmonares como, por ejemplo, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica o el asma.

El equipo de MAX-FRESH mejoró la tecnología del prototipo de laboratorio de QCAP, que se había validado en cámaras de almacenamiento de fruta a pequeña escala, hasta lograr un prototipo industrial más fiable, compacto y preciso.

El producto comercial resultante consta de tres subsistemas, a saber: el Storex Radar, el sensor ISS y la nube Autostore Data Manager (ADM).

El Storex Radar comprende el «software» y el «hardware» (incluidas bombas y válvulas) necesarios para medir los almacenes en momentos determinados. El radar está conectado al sensor ISS a través de unos conmutadores para que, tras recibir la señal del sensor de que está listo, este envíe la orden de arranque.

El gas se recoge en una célula de paso múltiple a la que se dirige el haz láser de espectro infrarrojo medio supercontinuo. La energía del haz es absorbida por las moléculas de los compuestos volátiles. Dado que cada compuesto volátil presenta un espectro de adsorción único, la cantidad de energía adsorbida por cada uno de ello indica su concentración específica.

El sensor ISS, instalado en un bastidor de aluminio y calibrado para cada compuesto volátil a medir, puede detectar ocho compuestos volátiles diferentes asociados a la calidad o el aroma de los alimentos, a saber: etileno, etanol, metanol, acetaldehído, acetato de etilo, acetato de metilo, 1-butanol y metano.

Los datos se cargan de forma segura en la nube ADM, que los guarda, procesa y muestra al instante o como tendencias, enviando también alertas a la interfaz de usuario del sistema o a las aplicaciones para dispositivos móviles.

Hacia una cadena de suministro de alimentos más sostenible

El sistema completo se probó satisfactoriamente en uno de los mayores almacenes comerciales de peras de Bélgica, donde se midió a diario los compuestos volátiles en varias salas de almacenamiento.

Rokx señala:

«Aunque el sistema está técnicamente listo para implantarse, aún tenemos que hacer pruebas más largas. Además, el láser y la fibra representan hoy día el 70 % del precio, así que necesitamos que se abarate, esperemos que en los próximos años». 

Mientras tanto, el consorcio del proyecto ha recibido financiación del programa Eurostars, a través del proyecto GREENFRUIT, para mejorar la detección y medición de más compuestos volátiles, pero con una menor degradación del sensor.

El sistema MAX-FRESH podría promover sustancialmente las ambiciones de la Unión Europea de lograr una producción alimentaria más sostenible.

A largo plazo, un mayor número de datos sobre los procesos biológicos que sufren las frutas y hortalizas durante su almacenamiento podría ayudar a desarrollar modelos predictivos de inteligencia artificial para unas estrategias más sofisticadas.

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