045 ULTRADIGITAL

ULTRADIGITAL investiga cómo detectar cuerpos extraños en los alimentos de forma no invasiva

La señal ultrasónica se ve modificada por la presencia de cuerpos extraños. Esta variación puede ser cuantificada mediante el procesamiento de imágenes acoplado a análisis estadísticos

El objetivo principal de ULTRADIGITAL es desarrollar tecnologías no invasivas de monitorización de parámetros de calidad y seguridad alimentaria basadas en el uso de tecnologías ultrasónicas sin contacto y su integración con técnicas de análisis multivariante y masivo de datos. El proyecto, liderado por el investigador de la Universitat Politècnica de València José Javier Benedito Fort, ha conseguido detectar diferentes objetos de tamaño mediano y ha desarrollado el sistema de medida, lo que es un primer paso para la detección de cuerpos extraños de menor tamaño mediante la aplicación de técnicas de análisis multivariante y su posible implementación industrial.

El equipo investigador responsable del proyecto emplea un sistema ultrasónico sin contacto, donde la propagación de la onda ultrasónica se realiza a través del aire. De esta manera, el sensor no interacciona con el material a inspeccionar. Por este motivo, también se denominan como técnicas ultrasónicas con acoplamiento por aire. A diferencia de las técnicas ecográficas convencionales, donde sí hay contacto entre el producto y el sensor, la ausencia de contacto reduce la energía de la onda ultrasónica que se propaga en el interior del material, lo que dificulta la medida en productos altamente atenuantes. Así, su utilización en la caracterización de alimentos ha sido muy poco explorada, siendo el grupo que está ejecutando el proyecto pionero y referente mundial en demostrar su viabilidad en este sector. La medida ultrasónica sin contacto permite una inspección totalmente no invasiva de los alimentos y, a diferencia de las técnicas convencionales por contacto, facilita notablemente su implementación a nivel industrial, permitiendo medir parámetros que actualmente no se pueden medir con ninguna otra tecnología en la industria agroalimentaria.

Ejemplo de aplicación de ultrasonidos sin contacto para la medición de las propiedades texturales en lasaña

La implementación a nivel industrial de la tecnología en estudio permitiría medir parámetros que actualmente no se pueden medir con ninguna otra tecnología en la industria agroalimentaria, a tiempo real y para toda la producción. Algunos de ellos son la composición, la textura o la presencia de defectos y cuerpos extraños (pequeños fragmentos de plásticos, vidrios, huesos o quistes musculares,…). Esto contribuiría al desarrollo de alimentos más seguros y saludables. La adecuada integración de la información proveniente de los sistemas ultrasónicos desarrollados junto con el uso de técnicas de análisis multivariante, big data y el desarrollo de sistemas de modelado y predicción, facilitaría la toma rápida e inteligente de decisiones respecto el producto (clasificación, reprocesado o rechazo) y/o proceso (reajuste de variables o reformulación de procesos). De este modo, se contribuiría a la mejora continua de la industria agroalimentaria en la Comunitat Valenciana, siendo este un paso decisivo en el reto hacia su transición digital. El proyecto está relacionado con el ODS 9 (industria, innovación e infraestructuras), al contribuir a la innovación en la Industria Agroalimentaria española, que actualmente es la de mayor importancia a nivel de PIB y empleo generado.

Entrevista a Jose Javier Benedito Fort, investigador principal del proyecto ULTRADIGITAL

¿Cuál es el objetivo principal de su investigación?

El objetivo es el desarrollo de tecnologías no invasivas de monitorización de parámetros de calidad y seguridad alimentaria basadas en el uso de tecnologías ultrasónicas sin contacto y su integración con técnicas de análisis multivariante y masivo de datos.

¿Qué resultados ha obtenido hasta el momento y cómo cree que estos pueden contribuir al objetivo principal de su investigación?

Se han realizado diferentes tipos de ensayos para la detección de cuerpos extraños (teflón, policarbonato, gomas, madera, cartón, acero inoxidable y fragmentos de hueso) en el interior de un producto cárnico (hamburguesa) y un postre lácteo (gelatina). Se ha conseguido detectar diferentes objetos de tamaño mediano y desarrollado el sistema de medida, lo que es un primer paso para la detección de cuerpos extraños de menor tamaño mediante la aplicación de técnicas de análisis multivariante y su posible implementación industrial.

¿Qué metodología y tecnologías está utilizando en su investigación?

Fundamentalmente se está empleando un sistema ultrasónico sin contacto donde la propagación de la onda ultrasónica se realiza a través del aire, de manera que el sensor no interacciona con el material a inspeccionar. Por este motivo, también se denominan como técnicas ultrasónicas con acoplamiento por aire. A diferencia de las técnicas convencionales, tipo ecográficas, donde hay contacto entre el producto y el sensor, la ausencia de contacto reduce la energía de la onda ultrasónica que se propaga en el interior del material, lo que dificulta la medida en productos altamente atenuantes. Así, su utilización en la caracterización de alimentos ha sido muy poco explorada, siendo el grupo que
está ejecutando el proyecto pionero y referente mundial en demostrar su viabilidad en este sector. La medida ultrasónica sin contacto permite una inspección totalmente no invasiva de los alimentos y, a diferencia de las técnicas convencionales por contacto, facilita notablemente su implementación a nivel industrial, permitiendo medir parámetros que actualmente no se pueden medir con ninguna otra tecnología en la industria agroalimentaria.

¿En qué medida su investigación está contribuyendo al desarrollo de un sector agroalimentario más verde, sostenible y/o saludable? ¿En cuáles de los Objetivos de Desarrollo Sostenible se enmarca su proyecto?

La implementación a nivel industrial de la tecnología en estudio, permitiría medir parámetros que actualmente no se pueden medir con ninguna otra tecnología en la industria agroalimentaria, a tiempo real y para toda la producción, tales como composición, textura o presencia de defectos y cuerpos extraños (pequeños fragmentos de plásticos, vidrios, huesos o quistes musculares,…), lo que contribuiría al desarrollo de alimentos más seguros y saludables. La adecuada integración de la información proveniente de los sistemas ultrasónicos desarrollados junto con el uso de técnicas de análisis multivariante, big data y el desarrollo de sistemas de modelado y predicción, facilitaría la toma rápida e inteligente de decisiones respecto el producto (clasificación, reprocesado o rechazo) y/o proceso (reajuste de variables o reformulación de procesos), permitiendo la mejora continua de la industria
agroalimentaria en la Comunitat Valenciana, siendo este un paso decisivo en el reto hacia su transición digital. El proyecto está relacionado con el ODS 9 (industria, innovación e infraestructuras), al contribuir a la innovación en la Industria Agroalimentaria española, que actualmente es la de mayor importancia a nivel de PIB y empleo generado.

¿Qué desafíos ha encontrado en la implementación de sus resultados en el sector agroalimentario?

Por definir en próximas anualidades

¿Qué impactos sociales y económicos cree que puede tener la implementación de sus resultados en el sector agroalimentario?

El proyecto permitirá el desarrollo de tecnologías de análisis no-invasivo que mejorarán la seguridad y calidad de los alimentos producidos, lo que sin duda redundará en una mejora de la competitividad del sector agroalimentario. Por otra parte, estas tecnologías se enmarcan perfectamente dentro del proceso de transición digital en el que está inmerso el sector y que representa la mejor alternativa para competir de forma exitosa en un entorno cada vez más globalizado.

¿Qué recomendaciones tiene para otros investigadores o actores del sector agroalimentario en cuanto a la implementación de sus resultados?

Por definir en próximas anualidades