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Nueva máquina de Bühler utiliza la nube para encontrar la aguja en el pajar – o el grano contaminado en un camión lleno de maíz

Por: Susanna Ray, News Center Corp.

¿Recuerdan a la proverbial aguja en el pajar? ¿Qué tal encontrar un grano en un camión de maíz?

Un solo grano infectado con un hongo cancerígeno llamado aflatoxina puede ser todo lo que se necesita para envenenar toda una cosecha o enfermar e incluso matar gente y animales, no sin mencionar el desperdicio de tener que deshacerse de todo el lote cuando la contaminación no es detectada a tiempo. Por lo general, la aflatoxina no puede ser vista, olida o probada, y no se destruye con el calor – así que cocinar el alimento contaminado no la hace segura.

“La aflatoxina no es un nombre muy conocido, pero es uno de los problemas globales más grande”, comentó Beatrice Conde-Petit, oficial de seguridad alimentaria para la firma de tecnología suiza Bühler AG. “Y es una amenaza silenciosa. No sabes si has sido envenenado”.

Debido a que los consumidores no pueden detectar si su comida está infectada, la responsabilidad es por completo de los productores, agricultores y procesadores – quienes en su mayoría tienen que lidiar con el hongo conforme se expande al norte en medio del cambio climático que afecta a las cosechas y las vuelve más susceptibles. Así que la apuesta es muy alta para el nuevo sistema de procesamiento de maíz que los ingenieros de Bühler han desarrollado como parte de un reto de innovación.

Ben Deefholts, ingeniero de investigación para tecnologías digitales en Bühler, vierte maíz en la nueva máquina LumoVision.

LumoVision es un clasificador óptico dirigido por datos que está conectado a la nube para el análisis de datos y utiliza poderosas cámaras nuevas e iluminación ultravioleta para cazar infecciones escondidas. El sistema es tan innovador y se ajusta tan a la perfección a la misión de la compañía de reducir el desperdicio e incrementar la seguridad de los alimentos que los ejecutivos buscan ponerlo en el mercado para finales de 2018, a la mitad del tiempo que les tomaría de manera normal.

La ingestión de altos niveles de aflatoxina puede ser fatal, y la exposición crónica puede resultar en serios problemas a la salud, de acuerdo con el Instituto Internacional de Investigación de Políticas Alimentarias. Existen alrededor de 155 mil nuevos casos de cáncer ocasionado por aflatoxina al año – lo que la convierte en la causa líder de cáncer de hígado en los países en desarrollo. Y 500 millones de personas en áreas que no cuentan con reguladores de seguridad en alimentos, como la Administración de Alimentos y Medicinas (FDA, por sus siglas en inglés) en Estados Unidos y la Agencia Europea de Medicamentos, han sido envenados por este hongo. La toxina dificulta el crecimiento tanto físico como mental – de inicio en el útero, si una mujer embarazada consume alimentos contaminados – y el daño, una vez hecho, no es reversible.

Las ideas para mantener a la aflatoxina fuera de los alimentos han sido estudiadas conforme sus riesgos han sido descubiertos, pero la tecnología para implementarlas ha estado limitada.

En 1960, más de 100 mil pavos en el Reino Unido murieron de manera misteriosa y repentina. Los científicos estaban desconcertados por la enfermedad del “Pavo X” hasta que descubrieron al responsable: un hongo con una alta toxicidad que había infectado a la harina del maíz, alimento para las aves en Brasil.

En los seres humanos, la exposición a este hongo, la aflatoxina, por lo general no causa una contaminación grave – en la que comes alimentos infectados y te sientes mal. Los efectos fatales a nivel potencial vienen por lo general de una exposición crónica y un consumo constante. Esto es un problema ya que el grano es la piedra angular de la nutrición global, y el maíz, es el grano más cultivado en el planeta. Es un alimento básico en las dietas de países africanos y de Centroamérica y la fuente principal de alimento para ganado alrededor del mundo. Y el peligro va más allá de lo obvio: La aflatoxina se filtra, por ejemplo, en la leche cuando las vacas lecheras comen granos contaminados

Para 1965, Bühler tenía una patente para una máquina clasificadora para mantener a la aflatoxina lejos del alimento y de la comida para los animales, comenta Ben Deefholts, ingeniero de investigación para tecnologías digitales en Bühler. Pero esta máquina era tan lenta que no era viable a nivel comercial – en regiones que cuentan con reguladores de seguridad en alimentos, sería más barato descartar un lote infectado que tratar de clasificarlo, y en cualquier otro lugar, el alimento contaminado era por lo general consumido.

Cuando la aflatoxina apareció en maíz italiano en 2012 después de una prolongada sequía, Deefholts y algunos colegas pasaron el verano en la búsqueda de mejores soluciones para combatirla. Utilizaron tecnología existente que los ingenieros de Bühler habían desarrollado para otras cosechas para establecer un nuevo sistema de limpieza para el maíz. Eliminaba el polvo, que puede tener una alta contaminación; separaba los granos por densidad, para remover aquellos que estén rotos y que son más susceptibles a estar contaminados; y los clasificaba de manera óptica por granos, para eliminar aquellos que estuvieran deformados o decolorados de manera visible.

Los ingenieros de Bühler combaten la aflatoxina en el maíz al combinar cámaras nuevas y tecnología de iluminación UV, mostradas aquí durante su ensamblaje.

Aquellos métodos dieron todavía como resultado una gran cantidad de desperdicio de alimentos que estaban saludables, y ellos no podían enfrentar infecciones visibles, las cuales no pueden ser detectadas a simple vista – o a través de una cámara – pero sí aparecen con un brillo verde o amarillo bajo la luz UV. Así que cuando Bühler invitó a sus empleados a una competencia de innovación en 2016, Deefholts sabía de manera exacta en lo que quería trabajar.

Él y sus colegas combinaron la experiencia en investigación y desarrollo de la compañía, pulida por más de 70 años de desarrollo de soluciones de clasificación de granos, con el nuevo poder de la nube y el software de analítica de datos, así como nuevas cámaras y tecnología de iluminación UV. Su sistema fue presentado en el evento de comercio Hannover Messe para la industria tecnológica, para luego ser probado dentro de la red MycoKey, un grupo europeo fundado de manera reciente para enfrentar las micotoxinas, de la cuales, la aflatoxina es la más peligrosa. Bühler busca que LumoVision esté listo para uso comercial para finales de 2018.

La empresa encontró un cliente de prueba ideal en Italia. Capa Cologna batalló con la aflatoxina durante la sequía de 2012, por lo que la preocupación de la cooperativa agrícola creció en 2017 con los aumentos en la temperatura y el tiempo de secas – condiciones ideales para el desarrollo del hongo. Ellos decidieron probar LumoVision.

“Estamos muy emocionados por el nuevo desarrollo de Bühler”, comentó Damiano Destro de Capa Cologna. “La nueva máquina nos permitirá clasificar todo nuestro producto entrante, reducirá las pérdidas y los más importante, mejorará la seguridad de los alimentos”.

La prueba se hizo conocida de manera rápida, y el vendedor italiano de Bühler recibió una “avalancha” de llamadas de otras empresas agrícolas que preguntaban por el nuevo sistema, comenta Deefholts. “Ya que LumoVision hace todo el trabajo por sí mismo, y la eficiencia es bastante alta y el desperdicio muy bajo, va a hacer una gran diferencia”.

Con LumoVision, el maíz es introducido de un camión a una tolva por encima de la máquina de 6 pies de alto, y un alimentador vibratorio lo envía a una canaleta donde es acelerado a 3.5 metros por segundo mientras fluye en una sola capa. Una cámara a cada lado utiliza las luces UV para iluminar los granos, en búsqueda de la fluorescencia reveladora de la infección de la aflatoxina. Las válvulas de alta velocidad que operan chorros de aire comprimido – que pueden ser abiertas o cerradas en una milésima de segundo – envían cualquier grano contaminado al contenedor de producto rechazado, mientras permite al resto del maíz sano pasar a almacenamiento o a los contenedores de embarque.

LumoVision es tan rápido que, si alguien sostuviera un bolso abierto de maíz y lo volcara dentro de la máquina, este sería analizado y clasificado para cuando el primer grano tocara el suelo.

LumoVision es tan rápido que, si alguien sostuviera un bolso abierto de maíz y lo volcara dentro de la máquina, este sería analizado y clasificado para cuando el primer grano tocara el suelo. El sistema puede procesar de 10 a 15 toneladas de maíz – o todo un camión – en sólo una hora.

Los patrones climáticos al momento de la cosecha, la salud de otros lotes recolectados en el área y otros datos relevantes – que incluyen la información de las cámaras mientras observan pasar los granos – son cargados a la nube de Microsoft y luego analizados para brindar un reporte de riesgo en tiempo real sobre la cosecha y para guiar los procesos del sistema. Si el riesgo es mínimo, la clasificación puede ser pausada mientras el monitoreo continúa. Si el riesgo aumenta, la clasificación se reinicia de manera automática.

“Esto nos llegó en el momento exacto, porque recién habíamos iniciado nuestro camino digital hacia la analítica de datos y el Internet de las Cosas”, comenta Stuart Bashford, jefe digital en Bühler. “El concepto general de algo como esto ya existía desde hace tiempo, pero no se contaba con la tecnología para poder comercializarlo. Ahora es posible en este gratificante proyecto”.

La identificación y eliminación en tiempo real evita que las toxinas se expandan e infecten a más granos. Y reduce la cantidad de granos saludables desperdiciados en el proceso a menos del 5 por ciento, comparado con el 25 por ciento que se da con las máquinas actuales.

Por ahora funciona sólo con maíz, pero Bühler tiene en mente expandirlo a cacahuates, arroz y frutos secos también – otros alimentos con un alto riesgo de infección por aflatoxina.

Para los países y regiones con fuertes regulaciones en seguridad de alimentos, la aflatoxina es más un problema económico, debido a que el alimento contaminado no puede ser vendido. Pero en otras áreas, que no hay otra opción más que consumir el alimento contaminado o pasar hambre, se ha convertido en un severo problema de salud. En África, se piensa que 40 por ciento del cáncer de hígado es causado por la aflatoxina. Y esto es lo que emociona tanto a Deefholts que sus expresiones siempre están animadas, aún después de un largo día.

“No sólo vamos a obtener resultados económicos, pero tenemos la esperanza de que podremos transformar y salvar vidas al mismo tiempo”, comenta. Es el proyecto más emocionante y valioso en el que he trabajado en mis 40 años dentro de la compañía. En realidad es algo muy grande”.

Imagen principal: Granos de maíz infectados con aflatoxina brillan bajo luces UV. (Foto cortesía de Bühler)