La Industria 4.0 en el sector alimentación y bio: algunos ejemplos de buenas prácticas dentro y fuera de Galicia

La Industria 4.0 en el sector alimentación y bio: algunos ejemplos de buenas prácticas dentro y fuera de Galicia

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El sector de la alimentación y bio es uno de los principales motores de la economía en Galicia. La conclusión se extrae del informe ‘Oportunidades de la Industria 4.0 en Galicia’, un estudio para la detección y análisis de oportunidades sectoriales para las empresas industriales gallegas en el ámbito de la Industria 4.0, realizado por la Asociación de Centros Tecnológicos de Galicia ( Atiga) y los centros que constituyen esa asociación: ANFACO- CECOPESCA, AIMEN, CTAG, Gradiant, Energylab y ITG.

El sector agroalimentario gallego supone más del 5% del PIB de España (más del 10% se se incluye el sector primario) y concentra el 7% del empleo. Con más de 200 entidades centradas en el ámbito de la biotecnología, Galicia se convierte en un territorio en primera línea en ese sector. Además, somos líderes nacionales en exportaciones agroalimentarias, mundiales en acuicultura, y asumimos la titularidad del 50% de los buques de pesca españoles.

Todos estos datos dan cuenta de la fuerte posición de Galicia en los sectores de alimentación y biotecnológico, pero, con todo, la implantación de las tecnologías 4.0 es desigual y depende sobre todo del tamaño de las empresas, siendo las pequeñas las que encuentran mayores obstáculos para integrarlas nos sus procesos productivos. Por todo esto, el informe del que nos ocupamos recoge buenas prácticas, que contribuyen a la mejora y detección de oportunidades para el sector. Algunos ejemplos, organizados por tecnologías, son los siguientes:

1- Automatización y robótica avanzada y colaborativa

  • Unidad Mixta de Investigación FFF4 P ANFACO- EMENASA

FFF4 P busca soluciones mediante automatización y robótica con el objetivo de mejorar tiempos y calidad por procesos, aumentando la productividad y reduciendo lesiones en el trabajo por repetición. Parametrízanse diferentes materias primas (carne, pescado, vegetales, etc.) y se buscan soluciones robotizadas y automatizadas para cada una de ellas.

  • Proyecto Tunascan

Fruto de la colaboración entre las empresas gallegas Marexi y Hermasa, se desarrolló el primer escáner del mundo que clasifica automáticamente atún por especie, talla y calidad utilizando tecnología 3D láser.

  • Proyecto Blue Fish

La empresa gallega Tacore creó a través de un proyecto de I+D un equipo para la clasificación por tamaños y especies en la industria conservera mediante visión artificial. El sistema alcanza una producción en torno a las 1000 unidades por minuto.

  • Sensorización: Viticultura de precisión

Varias bodegas (Martín Códax, Venía Costera, Abadía de la Cueva o Bodegas Laval) utilizan métodos de viticultura de precisión, entre ellos la sensorización avanzada de viñedos, estaciones meteorológicas, drones e imágenes de satélite. Estos servicios vienen de empresas gallegas cómo Monet Viticultura de Precisión o Proyestegal.

  • Detección de cuerpos extraños, defectos o sustancias puntuales en alimentos y bebidas

Tecnologías como la visión hiperespectral (visión química) o NIR (visión penetrante), permiten la sensorización avanzada de equipos para aumentar la seguridad alimentaria, retirando cuerpos extraños de las líneas de producción. Centros de investigación como ANFACO– CECOPESCA o AINIA están desarrollando proyectos de I+D en este campo. Ejemplos son Nima, un dispositivo que detecta gluten, o Penguin, que permite la detección de antibióticos y pesticidas.

2- Human Machine Interaction (Interacción persona-máquina)

La realidad aumentada está siendo explorada sobre todo en el campo agrícola, aunque por el momento está en una fase temprana de desarrollo. Algunos ejemplos pasan por un sistema para lo guiado autónomo de tractores agrícolas creado por Jaime Gómez Gil en la Universidad de Valladolid; o la aplicación desenvolvida por la empresa ICEmobile en colaboración con Qualcomm Vuforia, que permite ver el mapa de una parcela mostrando datos sobre altitud y rendimiento del cultivo.

3- Sistemas ciberfísicos e Internet de las Cosas ( IoT)

El sector agroalimentario es una de las principales atribuidas de futuro para la aplicación de las tecnologías IoT, que traerán aumento de la productividad, mejor conocimiento del estado de cultivos, animales o alimentos y merma del impacto ecológico a través de una mejora de eficiencia.

En Galicia la viticultura es uno de los principales campos en los que se aplican tecnologías de sensorización, comunicaciones y análisis de datos. Por otra parte, en el sector ganadero, concretamente en el bovino, existen ejemplos como Smart Dairy Farming de Holanda, una de las regiones en las que más se están aplicando este tipo de tecnologías, a través de las cuales se está extrayendo y transmitir información sobre el ganado.

4- Fabricación aditiva

Ahora puede parecer extraño, pero la impresión 3D de alimentos podría traer grandes cambios la este sector. Según los expertos será fundamental en la interactuación con los alimentos en el futuro. La agencia aeroespacial estadounidense está trabajando en la creación de impresoras 3D destinadas a alimentar los astronautas durante las misiones espaciales. Aun no muy explotados en Galicia, los avances encaminados a garantizar seguridad y variedad nutricional, así como la fabricación de moldes específicos personalizados, son importantes.

5- Tecnología de materiales inteligentes

A nanotecnología destaca en la industria alimentaria en los últimos años con aplicaciones en áreas como envasado, desarrollo de productos o calidad alimentaria. Un ejemplo lo constituye la incorporación de nanopartículas a envases inteligentes que pueden mantener las propiedades sensoriales y nutricionales de los alimentos, ofreciendo información sobre se los contenidos están suficientemente calientes o fríos, por ejemplo.

En la actualidad se emplea nanotecnología en proyectos como los del Instituto Tecnológico del Plástico ( AIMPLAS) y el Centro Tecnológico AINIA, en el que se diseñó un envase que mejora en un 400% la barrera de oxígeno, con propiedades térmicas y antioxidantes, nanochip informativo para el consumidor y sensores que detectan patóxenos.

6- Logística avanzada

  • Proyecto Agrirobot

Summit XL de Robotnik es el robot utilizado en el Proyecto AgriRobot. Se trata de una plataforma mediana de alta movilidad que se utiliza con un sistema de pulverización para cultivos. Está equipado con software ROS y sistema de visión, navegación y localización.

  • Proyecto Vinbot

En este proyecto se utiliza un robot autónomo para optimizar la gestión del rendimiento y la calidad del vino. Está dotado con un conjunto de sensores que capturan y analizan imágenes de viñedos y datos en 3D mediante lo uso de aplicaciones de cloud computing.

  • Proyecto Bonirob

Bonirob es un vehículo con un sistema que permite la navegación autónoma sobre cultivos en filas, mapeando y retirando malezas. Se puede configurar para diferentes cultivos, como maíz o trigo, diferentes anchos de vía, número de filas, estructura del campo o sensores utilizados.

  • AGVs

Se trata de vehículos de guiado automatizado equipados para manejar cargas paletizadas y unitarias de productos alimentarios elaborados en entornos de fabricación, cross-docking, almacenamiento y carga de remolque.

7- Modelización, simulación y virtualización de procesos

Actualmente se utiliza la simulación fundamentalmente en dos áreas pertenecientes la esta industria: área industrial, donde se engloban todos los procesos del sector secundario, y área de venta, donde se engloban procesos como transporte de productos y espacios comerciales.

En la etapa industrial, la simulación resulta útil para implantar nuevas etapas o procesos, o para estudios de rendimiento: softwares como Arena, Simio y Promodel se utilizan para acciones como crear nuevas líneas de producción en la industria del pan. En la etapa de logística, optimiza las líneas y transportes: se hicieron simulaciones para mejorar la logística de productos perecederos y optimización de rutas en Arena y Simio.

8- Big Data, Cloud computing y Fecha Analytics

En el ciclo de vida de un producto agroalimentario se generan multitud de datos, que precisan tener una trazabilidade, lograda actualmente a través de monitorización inteligente. En la base de esta tecnología se encuentra el Big Data Analytics, que extrae información para ajustar la producción a la demanda, haciendo los procesos más eficientes.

En España, proyectos como Hortysis – Innterconecta, que giran en torno al control remoto de producción hortícola en invernaderos e integración con previsiones de demanda y sistemas de comercialización, buscan, a través de la obtención de datos captados de manera automática y continua, saber como afectan a las variables meteorológicas a las manifestaciones periódicas o estacionales de las especies y a su maduración.

9- Seguridad

En el contexto de la agricultura y la Industria 4.0 el concepto ‘Digital Farming’ describe la evolución de la agricultura y la ingeniería agrícola, desde la agricultura de precisión hasta los sistemas de producción agrícola conectados y basados en el conocimiento, las redes inteligentes y herramientas de gestión de datos. La seguridad en este campo cobra prioridad y constituye una oportunidad para las empresas tecnológicas gallegas, que puede empezar por explorar las distintas opciones que ofrece la agricultura de precisión, la cual abre puertas para cultivos más eficientes, pero también a la gestión de datos, para los que se exige, como en el caso de los datos personales, integridad, confidencialidad y disponibilidad.

10- Gestión de la energía y los residuos

En el sector agroalimentario está cobrando fuerza el avance hacia una economía circular. Una gestión óptima de energía y residuos resulta crucial, teniendo en cuenta los altos cuestes que los procesos sostenibles suponen hasta el momento.

Dos ejemplos de valorización energética de residuos alimentarios son una planta piloto instalada en Valencia que permite obtener biogás y biofertilizantes de la paja de arroz mediante digestión anaerobia; o la planta piloto para el aprovechamiento de residuos vegetales de la industria de los cítricos en Castellón, que genera aceites, esencias, pienso animal, cama de ganado y biocombustibles.

Otro ejemplo de buenas prácticas relacionadas con la industria 4.0 se encuentra en el tratamiento que SP Berner realiza de las mantas térmicas agrícolas. Consiguieron ya un proceso completamente nuevo que reduce las impurezas por debajo del 0,4%, generando un material secundario de primera calidad.