El laboratorio de la CMU lidera el desarrollo de una pasta que adopta su forma al ser cocinada
Los fideos planos crean un embalaje, un transporte y un almacenamiento más sostenibles
La gente adora la pasta por sus formas, desde los tubos de penne y rigatoni hasta las espirales de fusilli y rotini.
Carnegie Mellon University
Pero la diferencia entre los farfalle y los conchiglie hace que el envasado de este producto sea un reto, ya que requiere grandes bolsas y cajas para acomodar las formas icónicas de las pastas de todo el mundo.
Un equipo de investigación dirigido por el Morphing Matter Lab de la Universidad Carnegie Mellon está desarrollando una pasta plana que adquiere las formas habituales cuando se cocina. El equipo imprime diminutos surcos en la masa de pasta plana -hecha sólo con harina de sémola y agua- en patrones que hacen que se transforme en tubos, espirales, giros y olas cuando se cocina.
La pasta transformada tiene el mismo aspecto, tacto y, lo que es más importante, el mismo sabor que la pasta tradicional, al tiempo que abre nuevas posibilidades para el diseño de alimentos y permite obtener una pasta plana que reduzca el embalaje, ahorre espacio en el almacenamiento y el transporte y, posiblemente, reduzca el tiempo y la energía necesarios para la cocción.
"Nos inspiramos en los muebles planos y en cómo ahorraban espacio, facilitaban el almacenamiento y reducían la huella de carbono asociada al transporte", explica Lining Yao, director del Morphing Matter Lab del Human-Computer Interaction Institute de la Facultad de Informática de la CMU. "Decidimos estudiar cómo la tecnología de materia morfológica que estábamos desarrollando en el laboratorio podía crear pastas planas que ofrecieran resultados de sostenibilidad similares".
El equipo publicó su comprensión del mecanismo de morphing y los principios de diseño en el artículo "Morphing Pasta and Beyond", que es la portada del número de mayo de 2021 de Science Advances. Entre los autores figuran 17 investigadores de la CMU, la Universidad de Siracusa y la Universidad de Zhejiang, especializados en campos como la ciencia de los materiales, la ingeniería mecánica, la fabricación computacional y el diseño.
Las ranuras estampadas en las láminas de pasta plana aumentan el tiempo que tarda el agua en cocer esa zona de la pasta. Al planificar cuidadosamente dónde y cómo colocar las ranuras, los investigadores pueden controlar la forma que adquiere la pasta al cocerse.
"El lado de las ranuras se expande menos que el lado liso, lo que hace que la pasta adquiera una forma diferente", explica Teng Zhang, profesor adjunto de la Universidad de Siracusa que dirigió el análisis de los modelos en este proyecto.
Las ranuras pueden utilizarse para controlar la forma morfológica de cualquier material hinchable. El equipo ha demostrado que puede moldear láminas de silicio utilizando la misma técnica de ranuras.
"Esto podría utilizarse potencialmente en la robótica blanda y los dispositivos biomédicos", dijo Wen Wang, un antiguo investigador afiliado al Morphing Matter Lab.
El material plástico utilizado en los envases de alimentos contribuye en gran medida a los vertederos de todo el mundo, y los envases ensucian los océanos del planeta. La creación de envases alimentarios eficaces es crucial para reducir los residuos y forjar un futuro sostenible. Las pastas planas reducirían el número de envases necesarios y ahorrarían espacio en el transporte y el almacenamiento.
El equipo también prevé que su pasta en paquete plano pueda reducir la huella de carbono de la cocción. En Italia, alrededor del 1% de las emisiones de gases de efecto invernadero proceden de la cocción de la pasta. La pasta plana puede cocerse más rápido que la pasta tubular, lo que podría reducir las emisiones durante el proceso de cocción.
Ye Tao, antigua investigadora postdoctoral visitante del Morphing Matter Lab y autora principal del estudio, probó la pasta plana en la naturaleza empaquetándola para una excursión. La pasta ocupaba menos espacio en su mochila, no se rompió durante la excursión y se cocinó con éxito en un hornillo portátil.
"La pasta transformada imitaba la sensación en la boca, el sabor y el aspecto de la pasta tradicional", dijo.
La pasta tradicional ya se transforma cuando se cocina, expandiéndose y ablandándose cuando se hierve. El equipo aprovechó estas propiedades naturales para crear su producto plano.
La pasta transformable se basa en los años de investigación de Yao y el Morphing Matter Lab sobre los mecanismos de transformación y sus aplicaciones con distintos materiales, desde el plástico y el caucho hasta los tejidos y los alimentos.
La investigación ha sido financiada por la Fundación Nacional de la Ciencia de EE.UU., la iniciativa Manufacturing Futures de la CMU y la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China.
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