Refrigeración

4 variables de control en la cadena de frío para la seguridad alimentaria

El desperdicio de alimentos a nivel mundial es una problemática que se puede combatir desde diferentes aristas, siendo el control y monitoreo una de las más importantes

Alonso Amor

Seguridad alimentaria es un concepto que surge a partir de la necesidad de medir la producción y disponibilidad de comida de un determinado territorio. Es una forma de definir el bienestar de la población basada en la capacidad de poder obtener los alimentos y nutrientes suficientes para una vida saludable. Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y Agricultura (FAO, por sus siglas en inglés): “La seguridad alimentaria a nivel de individuo, hogar, nación y global se consigue cuando todas las personas, en todo momento, tienen acceso físico y económico a suficiente alimento seguro y nutritivo, para satisfacer sus necesidades alimenticias y preferencias, con el objeto de llevar una vida activa y sana” (FAO, 2011). Visto desde otra manera, quien padece hambre sufre de inseguridad alimentaria.

Existen distintos modelos que relacionan al hambre –y por lo tanto a la inseguridad alimentaria– como una consecuencia de la desproporción entre el crecimiento poblacional y la capacidad global de producción de alimentos. A pesar de estos puntos de vista la FAO asegura que la producción alimentaria del mundo es superior a las necesidades humanas en aproximadamente un 10 por ciento y que las muertes por subalimentación podrían ser eliminadas con la redistribución del 2 por ciento de la producción mundial de cereales, ya que el verdadero problema son las pérdidas y el desperdicio de comida. Buena parte de éstos se dan por ineficiencias durante la distribución de alimentos.

En 2019, la 74a Asamblea General de las Naciones Unidas designó el 29 de septiembre como el Día Internacional de Concienciación de la Pérdida y el Desperdicio de Alimentos, efeméride que reconoce el papel fundamental que desempeña la producción sostenible de comida para la nutrición y la seguridad alimentaria.
Fuente: www.un.org

Tan sólo en México, según la Encuesta Nacional de Ingresos y Gastos de los Hogares del INEGI, todos los años se desperdician 20.4 millones de toneladas de comida, lo que representa 24 millones de dólares anuales, aproximadamente. El impacto de este problema no sólo es monetario, se considera también que el agua desperdiciada podría cubrir las necesidades del país durante 2.4 años. Adicionalmente, con los productos desechados sería posible abatir la inseguridad alimentaria de 10.4 millones de los 21.4 millones de mexicanos que la padecen.

Producto de la necesidad de promover una cultura con un menor desperdicio de comida, la ONU a través de la FAO designó al 29 de septiembre como el Día Internacional de la Concienciación sobre la Pérdida y el Desperdicio de Alimentos, mismo que fue conmemorado por primera vez este año.

En la actualidad, se desperdician 1 mil 300 millones de toneladas, es decir, una tercera parte de la comida producida en el mundo, aproximadamente (FAO, 2011). Cabe destacar que dicha pérdida no sólo representa el desperdicio de productos alimenticios, sino también de otros recursos como agua, tierra, energía, mano de obra y capital, además de la emisión de gases de efecto invernadero que contribuyen al calentamiento global y el cambio climático (Aguilar, 2018).

En México, los datos son similares. Se estima que el 35.3 por ciento de los alimentos son desperdiciados, lo cual significa que México tira a la basura el equivalente a 8 mil millones de dólares anuales (Aguilar, 2018), según cálculos oficiales del Grupo Técnico de Pérdidas y Mermas de Alimentos de la Cruzada Nacional contra el Hambre.

El problema en América Latina es todavía mucho mayor, pues la región representa el 20 por ciento del total de desperdicio de comida a nivel mundial, siendo que dicha pérdida comienza desde la fase posterior a la cosecha hasta llegar a su venta al nivel minorista. América Latina –que representa al 9 por ciento de la población global– es la tercera región con mayor desperdicio de comida en el mundo (ONU, 2019). En cuanto a frutas y vegetales, aproximadamente el 55 por ciento del total de la producción es desechada, siendo que 20 por ciento de las mermas se dan durante la cosecha en operaciones propias a la selección y clasificación, 5 por ciento en el consumo final y 30 por ciento en procesos propios de la cadena de frío, lo que incluye el procesamiento y distribución (Rezaei, 2017).

El valor de la cadena de frío
Una de las definiciones más aceptadas hasta el momento sobre la cadena de frío es la que da el Instituto Internacional de Refrigeración (IIR): “el conjunto de procedimientos logísticos y equipos para llevar a cabo un proceso de refrigeración o congelación de un producto desde la cosecha hasta el consumidor final”. Es precisamente durante estos procesos cuando se puede garantizar que la cadena no sea interrumpida y se evite así la pérdida de un producto perecedero, alimentos en la mayoría de las ocasiones.

La cadena de frío se divide en cinco principales procesos dentro de los cuales existe una relación con el control de la temperatura:

Los 5 procesos de la cadena de frío

1 Producción. Comprende todos los procesos de preenfriado y congelación inicial, llevando los alimentos desde su estado natural hasta el almacenamiento a la temperatura adecuada con respecto a las características propias de cada producto.

2 Proceso. En esta etapa se da la transformación de la materia prima en productos comercializables terminando con la presentación final y empaque.

3 Transporte. Uno de los procesos más críticos y que puede presentarse en más de una ocasión durante el proceso de transformación, comercialización y consumo. Durante el transporte los productos pueden ser más vulnerables a abandonar el rango de temperatura idónea debido a condiciones externas propias de la operación, por ejemplo, una alta temperatura ambiente o la extensión en el tiempo de traslado.

4 Distribución. Debido a la complejidad de la cadena de suministro existen etapas en donde los productos, ya en su versión comercializable, deben de ser almacenados en centros de distribución (Cedis) para surtir de una manera más eficiente a los puntos de venta. En estos centros de distribución y almacenaje los alimentos deben mantener una temperatura adecuada que les permita llegar al consumidor en estado óptimo.

5 Consumo. Comprende la exhibición en puntos de venta, comercialización final, resguardo y consumo de alimentos. El consumo representa una etapa compleja, pues los productos perecederos son manipulados por diversos grupos de personas y sometidos a diferentes situaciones que pueden exponer a los alimentos a diferentes riesgos.

Una correcta observación de las distintas variables presentes en la cadena de frío relacionadas al control de la temperatura y de otras propiedades de los alimentos y equipos es clave para disminuir la pérdida y desperdicio de alimentos.

4 variables para la correcta preservación de alimentos
La vigilancia de la cadena de frío para evitar desperdicio de comida es una de las principales actividades que deben realizarse para garantizar la frescura y calidad de los productos. Existen diferentes parámetros que deben ser medidos y controlados, desde la temperatura de las cámaras frigoríficas y los productos almacenados hasta factores que indican la salud y operación de los equipos de enfriamiento.

1 Temperatura. El control y monitoreo de la temperatura a lo largo de la cadena de frío es crucial, pues de la estabilidad de ésta dependerá la calidad del producto final. Una temperatura adecuada inhibirá el crecimiento de microorganismos y, en algunos casos, ayudará a tener un balance para la maduración y crecimiento esperado durante la cadena de frío. De manera general, se establece que temperaturas positivas (0 °C hasta 10 °C) mantendrán la frescura de los productos. Mientras se tenga un crecimiento y maduración controlado (a -10 °C) se inhibirá el crecimiento de microorganismos. A -18 °C se detienen las reacciones responsables de la descomposición de los alimentos.

El control de temperatura en la cadena de frío debe realizarse de manera continua; excluir algunas de las etapas podría generar una ruptura y pérdida de calidad en los alimentos. En aplicaciones estacionarias (producción, proceso, distribución y consumo), el control puede llevarse a cabo por medio de dispositivos electrónicos que en la mayoría de los casos son también los responsables del control del sistema de refrigeración. Para estas aplicaciones es importante considerar tanto el monitoreo de la temperatura del aire del espacio refrigerado como la temperatura del producto. Ésta última variable normalmente se realiza con sondas de inmersión en algunas muestras específicas. En aplicaciones de transporte el monitoreo de temperatura es realizado por dispositivos autónomos energizados por baterías, los cuales además de la medición de temperatura a lo largo de la etapa también proporcionan variables como humedad, concentración de dióxido de carbono e inclusive variables de seguridad como geolocalización en tiempo real y cambios en la intensidad luminosa que denoten una apertura de la caja/container refrigerado.

2 Fugas de refrigerante. La falta de refrigerante en las instalaciones de refrigeración es un problema que en la mayoría de las ocasiones es visualizado como un problema ambiental, además de que representa un costo operativo en el funcionamiento del frigorífico. Adicional a los puntos anteriores, una carga inapropiada de refrigerante es también una causante de pérdida de alimento durante la cadena de frío. En los sistemas de enfriamiento el refrigerante es el encargado de realizar el intercambio de calor con el medio refrigerado y después trasladarlo a un espacio en donde no sea dañino o inclusive sea benéfico. Una ausencia parcial de refrigerante evitará un intercambio eficiente de calor generando en la mayoría de los casos falta de capacidad, incremento en las temperaturas de los productos y un mayor número de horas de trabajo de los sistemas de compresión.

Una detección temprana de fugas de gases refrigerantes y su respectiva corrección ayudará a la disminución de mermas de manera significativa. Según estudios realizados en supermercado, el porcentaje de fugas anuales en estos puntos de venta va del 10 a un 30 por ciento, dependiendo del tipo de equipo y de la aplicación (Khattar, 1998).

En la actualidad, existen diferentes métodos de sistema de detección temprana de fugas. Los más comunes basan su operación en la medición de presencia de partículas (ppm) de refrigerante en un determinado espacio (normalmente casa de máquinas). Sin embargo, también existen algoritmos avanzados capaces de poder predecir el nivel de líquido refrigerante que debe de contener el tanque recibidor con base al autoaprendizaje del comportamiento del equipo y, de esta manera, alertar al usuario ante cambios que requieran de su atención. Por estudios en campo en el sector de los supermercados se estima que, adicional a la prevención de pérdida y descomposición de los alimentos, por cada evento de fuga detectado y corregido a tiempo pueden ahorrase más de 250 mil pesos mexicanos por concepto de merma, refrigerante y mano de obra.

3 Operación adecuada de los compresores. Del correcto funcionamiento del compresor depende en gran medida la capacidad de un sistema de refrigeración para poder otorgar las temperaturas deseadas. Existen distintos tipos de problemas que pueden llevar a los compresores a una falla prematura. Controlar las variables que los hacen trabajar de modo óptimo y monitorear su comportamiento es también una forma de garantizar el cumplimiento de la cadena de frío y evitar la pérdida de alimentos.

Con datos obtenidos en campo se puede concluir que las dos mayores causas de fallas prematuras en compresores están relacionadas con una regulación deficiente de los elementos de expansión, así como a problemas de mantenimiento y carga de gas que se traducen en altas temperaturas de descarga.

Una “verificación del estado de salud” del compresor puede realizarse con la incorporación de algunos sensores y controladores con algoritmos de protección que sean capaces de alertar al usuario sobre problemas potenciales e inclusive tomar la decisión de sacar al compresor de operación cuando su integridad esté en riesgo y no se ponga en juego la calidad del producto refrigerado. De la misma manera en la que se analizó en los métodos de detección temprana de fugas, incluir un sistema de medición que permita evaluar los parámetros de operación del compresor contribuirá también a la disminución de costos operativos de cualquier frigorífico.

4 Consumo energético. Monitorear el consumo energético de una instalación de refrigeración es también una manera de cuidar la integridad de los productos refrigerados. Cambios en la potencia consumida de un equipo de refrigeración diferentes a los esperados por situaciones operativas normales (temperatura ambiente, procesos de carga de producto, limpieza, etcétera) son también un reflejo de una posible ineficiencia, falta de mantenimiento o regulación no apropiada del controlador central.

Para conocer más detalles acerca del consumo y operación relativos a los equipos de refrigeración en una instalación es recomendable instalar un sistema de submedición energética, el cual permite dividir el consumo en las distintas cargas presentes en una instalación, por ejemplo, iluminación, aire acondicionado, sistemas de bombeo, etcétera. Conocer con precisión el comportamiento del consumo de los equipos de refrigeración ayuda a poder plantear estrategias de optimización y poder verificar su eficacia, utilizando así el consumo energético como una variable más para mejorar la calidad de frío y garantizar las condiciones del producto refrigerado.

Del correcto funcionamiento del compresor depende la capacidad de un sistema de refrigeración para lograr las temperaturas deseadas

El IoT en la preservación de alimentos
En general, el crecimiento y perfeccionamiento de los mercados actuales están basados en la obtención de indicadores (datos) y estrategias simultáneas para la optimización de estos. Por ello, la conectividad y el Internet de las Cosas (IoT) tienen un papel preponderante en los sistemas de adquisición y manipulación de información.

El IoT se define como la capacidad que tienen los dispositivos de interactuar en una red de comunicación y compartir información para ejecutar acciones basadas en el análisis de los datos que fluyen en esa red. Esta capacidad de comunicación máquina-máquina y ejecución de acciones independientes con la finalidad de mejorar procesos debe ser utilizada en la protección de la cadena de frío para evitar la pérdida y desperdicio de alimentos.

Procesos como los ya descritos en la sección anterior pueden maximizar sus beneficios si son incorporados a un sistema de IoT. Actualmente, existe un grupo de soluciones que van desde la geolocalización de cargas y elaboración de reportes hasta la administración remota de centrales de frío por medio de soluciones inteligentes que usan esta tecnología para reducir mermas y disminuir los costos operativos de los usuarios finales.

Disposición de residuos
A pesar de llevar a cabo un conjunto de procesos para evitar el desperdicio de comida tanto en la cadena de frío como en otros procesos inherentes a la cadena de suministro, por la naturaleza de los productos alimenticios siempre existirá un remanente de residuos orgánicos que debe ser procesado de la mejor manera posible.

A nivel global, los residuos orgánicos ocupan el tercer lugar entre los principales emisores de gases de efecto invernadero con cerca del 8 por ciento de las emisiones (FAO, 2016). Estas emisiones contribuyen fuertemente al calentamiento global, lo cual acarrea otro tipo de problemas ambientales y en contra de la salud humana. Por ejemplo, existen investigaciones (James, 2010) que muestran una relación directa entre cómo por cada 1 °C de calentamiento global algunas poblaciones han experimentado incrementos del 4 al 10 por ciento en casos de salmonelosis.

Disponer de modo correcto de los desechos orgánicos es una situación de la que podemos inclusive tomar ventaja como sociedad. Existen métodos, como la trituración de los residuos orgánicos y el uso de digestores anaeróbicos por medio de los cuales los desechos pueden convertirse en una fuente de energía.

Las soluciones inteligentes basadas en el IoT reducen las mermas y disminuyen los costos operativos de los usuarios finales

Conclusiones
El desperdicio de alimentos es un problema que repercute en la salud pública y de manera social y ambiental. En México y América Latina la situación es bastante grave generando no sólo hambruna y enfermedades sino también un gran déficit económico por todo lo que estas pérdidas conllevan.

En la optimización de la cadena de frío y disposición de residuos existe una gran oportunidad de mejorar los procesos que lleven a una disminución de mermas, ya que existen diferentes tecnologías disponibles con la capacidad de vigilar la calidad del enfriamiento y, con ello, la estabilidad de los productos perecederos durante la cadena de suministro.

Garantizar la seguridad alimenticia de la población es una causa noble que debe ser abordada por diferentes iniciativas corporativas y domésticas para atacar las problemáticas descritas a lo largo de este texto y garantizar que la cadena de frío cumpla su ciclo al cien por ciento.
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Alonso Amor
Ingeniero Mecánico Eléctrico (IME) egresado del Tecnológico de Monterrey. Cuenta con 14 años de experiencia en la industria de la refrigeración y el aire acondicionado, trabajando en el área de ingeniería de aplicación con posiciones en México y Brasil. Actualmente, se desempeña como gerente técnico para el mercado mexicano en Emerson Commercial and Residential Solutions.
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Bibliografía:

  • FAO (2011). Seguridad alimentaria y nutricional, conceptos básicos. Food and Agriculture Organization. Programa Especial de Seguridad Alimentaria – PESA – Centroamérica.
  • Aguilar, A. Caamal, I. Barrios, G. Ortiz, M. (2018). ¿Hambre en México? Una alternativa metodológica para medir seguridad alimentaria, Estudios Sociales, Volumen 29, enero-junio 2019.
  • Gutiérrez, G. (2019). Estrategia Nacional de Seguridad Alimentaria en México, V Congreso Internacional de Desarrollo Local. Cartagena de Indias.
  • Aguilar, G. (2018). Responsabilidad Social Corporativa en las Pérdidas y Desperdicios de Alimentos en México, Cadernos Prolam/USP, v. 17, pp. 168-197
  • ONU (2019). “América Latina representa el 20 por ciento del desperdicio de comida en el mundo”, recuperado de: https://news.un.org/es/story/2019/10/1463871, fecha de consulta 02/09/2020
  • Rezaei, M. Liu, B. (2017). “Food Loss and Waste in the Food Supply Chain”, Nutfruit, julio, pp. 26-27.
  • Khattar, Mukesh K., (1998). “Critical Supermarket Issues”, ASHRAE Journal, May 1998, pp. 57–59.
  • FAO (2016). Pérdidas y Desperdicio de Alimentos en América Latina y el Caribe, Boletín 3, pp. 4, recuperado de: http://www.fao.org/3/a-i5504s.pdf, fecha de consulta: 03/09/2020
  • James, S.J., James, C. (2010). The food cold chain and climate change, Food Research International, Núm. 43, 2010, 1944-1956.
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