Fraunhofer muestra recomendaciones de actuación para las cadenas de valor resilientes en la producción de alimentos

Nuestro suministro de alimentos depende en gran medida de las cadenas de valor interconectadas a nivel local y mundial, que se caracterizan por la fragilidad de las cadenas de suministro y las interrupciones de diversa índole. Por lo tanto, los sistemas alimentarios resistentes son esenciales para garantizar la seguridad alimentaria básica. No sólo es importante la entrega de alimentos, sino sobre todo que los consumidores reciban productos seguros para su salud. El requisito previo para ello es un proceso de producción resistente. A partir de los ejemplos de la "agricultura vertical" y de las "novedosas almazaras", equipos de investigadores de los Institutos Fraunhofer IME, IPT e IVV investigaron estrategias para reforzar la resiliencia en el marco de la iniciativa "ReSearch". Las conclusiones se resumen en el recién publicado libro blanco "Cadenas de valor resistentes para la producción de alimentos", que ya está disponible.

Debido a las crisis actuales y a la escasez de recursos, existe una gran presión para actuar en todos los sectores con el fin de reforzar la resiliencia de la producción de alimentos. Este es el resultado de las encuestas y debates con asociaciones comerciales y empresas de la industria alimentaria, que ha elaborado el equipo de investigación de la iniciativa Fraunhofer "ReSearchL". En el contexto de la producción, se considera que las empresas o los sistemas de fabricación son resilientes si, entre otras cosas, son siempre capaces de adaptarse a los cambios internos y externos y a las interrupciones en redes de producción y de valor añadido complejas y que cambian rápidamente, y si son capaces de ofrecer productos seguros y de alta calidad incluso en condiciones cambiantes.

Para evaluar la resiliencia en la producción de alimentos, los investigadores examinaron dos dimensiones: la resiliencia técnica de las instalaciones de producción utilizadas y la resiliencia del ecosistema de los alimentos cultivados. Científicos del Instituto Fraunhofer de Biología Molecular y Ecología Aplicada IME, junto con el Instituto Fraunhofer de Tecnología de la Producción IPT, investigaron ambas dimensiones de resiliencia utilizando la novedosa tecnología de plataforma de cultivo vertical OrbiPlant® del Fraunhofer IME. El Instituto Fraunhofer de ingeniería de procesos y Envases IVV analizó la capacidad de recuperación del ecosistema utilizando el modelo de la "nueva almazara". Los resultados de ambos casos muestran el éxito de la aplicación de una arquitectura de sistema resistente: Para ello, se diseñó primero una sombra digital para ambos casos de uso con la ayuda de tecnologías digitales sobre la base de posibles incidentes para determinar las variables de influencia y las variables de calidad del producto.

Resiliencia para los sistemas de producción de cultivos de interior/verticales

Los científicos del Fraunhofer IME, junto con el Fraunhofer IPT, investigaron las perturbaciones relevantes en el contexto de una producción ejemplar de albahaca basada en su novedosa tecnología de plataforma de cultivo vertical OrbiPlant® con el fin de derivar posibles enfoques para establecer un proceso de producción resiliente. Los sistemas de producción de alimentos en interiores como éste presentan desafíos específicos en cuanto a su resistencia técnica y también a la resistencia del ecosistema, que surgen del entorno de producción protegido con altas densidades de plantas simultáneas. En este sentido, son especialmente relevantes las variables de perturbación en el ámbito de la tecnología del sistema de la planta y el producto objetivo de la planta. En caso de mal funcionamiento, pueden provocar un fallo crítico de la cosecha en poco tiempo.

En esta aplicación, los investigadores indujeron perturbaciones técnicas y específicas de la planta en dos sistemas de cultivo vertical OrbiPlant®, que pudieron detectarse claramente mediante una tecnología de sensores adecuada y el registro en tiempo real de los datos del sistema. El enfoque de resiliencia que se persigue va más allá de la simple supervisión de la planta con notificación de fallos
y puede contribuir de forma importante en el futuro a garantizar el suministro tanto de
inofensivo para la salud como de alimentos de alta calidad.

Conceptos de sombra digital y sensores para un nuevo molino de aceite vegetal

Para considerar la resiliencia de un ecosistema, el equipo del Fraunhofer IVV utilizó un nuevo molino de aceite vegetal como caso de estudio: El mercado centroeuropeo de aceites vegetales está dominado por grandes almazaras con una producción de un millón de toneladas al año, que procesan casi exclusivamente colza o girasol. Sin embargo, esta falta de diversidad de materias primas, las grandes instalaciones de producción, el escaso valor de las harinas alimentarias nacionales y la consiguiente dependencia de los transportes desde Europa del Este, Asia y Sudamérica hacen que el sistema sea muy vulnerable a las malas cosechas, las enfermedades de las plantas y mucho más.

El proyecto se centró en el prensado de las semillas oleaginosas, ya que es la etapa central del proceso de extracción del aceite. Para calificar la capacidad de recuperación del sistema, se utilizaron potentes modelos para investigar qué estrategias de continuidad y reinicio pueden minimizar el impacto de los escenarios perturbadores. Para ello, se creó la sombra digital de un nuevo tipo de almazara, incluyendo un concepto de sensor, y se validó examinando dos incidentes seleccionados: el fallo total y parcial del suministro de energía. Por último, los investigadores derivaron recomendaciones de actuación para hacer más resistentes los procesos en las almazaras. Entre ellas se encuentra un amplio concepto de sensores y una serie de otras medidas.

Libro blanco

El libro blanco, que ya está disponible de forma gratuita, es el resultado de la iniciativa "Resilient System Architecture to Secure Food Production" (ReSearchL). El equipo de investigadores de los Institutos Fraunhofer IVV, IPT e IME se ha propuesto hacer analizable, evaluable y diseñable la resiliencia de la arquitectura del sistema de producción de alimentos. La atención se centra principalmente en la obtención de datos relevantes con el fin de generar enfoques de solución para mejorar la resiliencia.

El libro blanco "Cadenas de valor resistentes para la producción de alimentos" puede solicitarse ahora gratuitamente en el sitio web de Fraunhofer IVV.