Un punto de inflexión en el desarrollo de envases: el centro de aplicaciones de IA para envases de plástico
El centro de aplicaciones de IA para el desarrollo sostenible de envases mediante el uso de inteligencia artificial, financiado por el Ministerio Federal de Investigación y Educación, presenta en noviembre en cuatro lugares distintos los primeros grandes hitos de una campaña que abarca toda Alemania. En Aquisgrán, Darmstadt, Dresde y Núremberg, expertos de más de 51 socios del mundo empresarial, científico y social presentarán, entre otras cosas, un visionario software de desarrollo de envases y modelos informáticos para vincular por primera vez en una sala virtual de datos a múltiples actores de la industria de envases de plástico.
La industria del envasado en transición
Es bien sabido que el envasado es importante para proteger los alimentos, sobre todo de influencias nocivas y de su deterioro. Dependiendo del producto, los requisitos de envasado son muy variados y complejos, y las combinaciones posibles son casi infinitas: higiene, frescura, protección contra olores o protección contra daños son sólo algunos de los parámetros decisivos para elegir el envase adecuado. Además de la funcionalidad, también hay que tener en cuenta el diseño, la aceptación del cliente y los costes, así como la cuestión de la compatibilidad medioambiental y el equilibrio ecológico.
Este último desempeña un papel cada vez más importante. Como los envases de plástico son notoriamente difíciles de descomponer, es aún más importante reciclarlos y mantenerlos en el ciclo. Así lo exige también una nueva normativa de la UE, que estipula que todos los envases de plástico deben estar fabricados con un mínimo del 35% de materiales reciclados para 2030. Aquí es donde entra en juego la investigación del centro de aplicaciones de IA, que se divide en dos laboratorios de innovación: K3I-Cycling y KIOptiPack.
Diseño holístico de envases gracias al uso de la IA
Como parte del laboratorio de innovación KIOptiPack, los científicos, junto con los socios y las empresas implicadas, se han impuesto la tarea de desarrollar un software completamente nuevo e intersectorial que pueda tener en cuenta toda una serie de requisitos antes mencionados para los envases de plástico y combinarlos en una visión global con la ayuda de modelos matemáticos y métodos basados en IA. Una vez integrados todos los datos, el software sugerirá los mejores diseños de envasado posibles para un producto concreto, minimizando al mismo tiempo la cantidad de material necesario. Empresas líderes de todos los sectores de la industria del envasado están creando módulos de software que tienen en cuenta una amplia gama de factores, como la vida útil del producto, la evaluación del ciclo de vida del envase, su impacto en el medio ambiente, el uso de materiales reciclados e incluso la aceptación del consumidor. Por primera vez, esto permite a las empresas llegar a una solución de envasado óptima en términos de sostenibilidad sin largas fases de prueba ni uso adicional de materiales.
"Imaginemos el innovador software como un sistema de navegación personalizado para la producción de envases. Al igual que un dispositivo de navegación analiza diferentes rutas y sugiere la mejor, este software agrupa todos los factores relevantes y ofrece recomendaciones para la optimización", explica el Dr. Malte Schön, director del proyecto KIOptiPack en el Instituto de Procesamiento de Plásticos (IKV) de la Universidad RWTH de Aquisgrán.
Con la ayuda de los elementos de software existentes, los expertos del centro de IA pudieron demostrar recientemente de antemano en un estudio sobre el envasado de carne y su impacto ambiental que, en contra de lo que se esperaba, la respuesta a una mayor sostenibilidad de este tipo de productos frescos no pasa necesariamente por reducir la cantidad de envases. Menos envases no conllevan automáticamente un menor impacto ambiental, si la reducción de envases no se traduce en la duración de conservación requerida y el consumidor tiene que deshacerse de los alimentos en lugar de consumirlos.
Sala de datos compartida para soluciones de envasado sostenibles
Otro hito del centro de aplicaciones de IA es un sistema electrónico especialmente desarrollado que permite recopilar y vincular información de diversos agentes de la industria del envasado con el fin de establecer procesos de producción más sostenibles; en otras palabras, una infraestructura común y el intercambio de datos más allá de los límites de la fábrica. Ambos serán esenciales en el futuro para incorporar mejor los reciclados a las soluciones de envasado.
Su calidad, a veces heterogénea, plantea retos particulares a la industria, ya que a menudo no está claro de qué componentes están compuestos realmente los reciclados o cuántos y qué impurezas pueden contener todavía: desde los fabricantes de reciclados hasta las empresas que producen películas de envasado y la industria alimentaria, en el futuro será necesario un intercambio sistemático de datos y una terminología normalizada.
"Para que este intercambio tenga sentido, primero hemos tenido que desarrollar una ontología completamente nueva, es decir, un lenguaje de datos, para toda la industria. Una especie de 'diccionario' para todos los agentes de la cadena de valor", explica el profesor Christoph Quix, del Instituto Fraunhofer de Tecnologías de la Información Aplicadas (FIT). "De este modo, los registros de datos individuales pueden asignarse a categorías y denominaciones genéricas específicas y universalmente válidas, y hacerse accesibles y utilizables para todos."
En el Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Procesos y Embalaje IVV de Dresde también se presentará por primera vez, en el marco de los Open Hub Days, un modelo de enlace informático para un intercambio de datos planificado basado en las categorías creadas. De este modo se muestra cómo es posible conectar una gran variedad de actores y empresas y su información a través de una especie de autopista de datos segura. Los propios datos permanecen protegidos en los ordenadores de cada uno de los participantes, de modo que nadie tiene que revelar información sensible a posibles competidores. Esto también permite sacar conclusiones sobre el comportamiento material de los envases, lo que a su vez permite desarrollar materiales más rápidos y mejores.
"Como investigadores, estamos encantados de poder contribuir con nuestros desarrollos a la transformación hacia soluciones de envasado más sostenibles basadas en datos seguros", afirma el profesor Marek Hauptmann, director de proyecto de la aplicación KIOptiPack en el Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Procesos y Envases IVV. "En el siguiente paso, queremos lanzar proyectos de investigación similares para la industria papelera".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
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