La alta capacidad de los envases termosellados para envasar y calentar todo tipo de alimentos o comidas preparadas, con la garantía de que llegan al consumidor en las mejores condiciones ha llevado a que sean usados masivamente por la industria.
Sin embargo, los altos niveles de calidad que se ha conseguido alcanzar en los procesos de envasado mediante termosellado no evitan la persistencia de errores que, aunque mínimos, generan muchos problemas. Hablamos de pérdidas debido a la devolución de lotes, rechazos y descarte de producto por deterioro del mismo. Con todo, lo peor es cómo afectan dichos problemas a la imagen de una marca ante su distribuidor y/o consumidor.
Las empresas cárnicas abordan este problema aplicando procesos de calidad basados, fundamentalmente, en la realización de inspecciones manuales así como la aplicación de ensayos de estanqueidad sobre una pequeña parte de muestras de la producción completa.
Aunque dichas prácticas suponen una solución, implican mucho tiempo, algo que impide un control de toda la producción mediante este tipo de ensayos, dada la elevada velocidad de producción de las líneas de envasado industriales.
Inspeccionar la totalidad de la producción
El proyecto Termoscan desarrollado por AINIA y financiado por la Agencia Valenciana de la innovación (AVI) partía del objetivo de evitar dichos problemas.
AINIA ya había desarrollado diversos sistemas automáticos de control de termosellado en envases. Es decir, cuenta con amplia experiencia en análisis de imagen al haber diseñado, entre otros, sistemas de imagen térmica de mano y de proceso, de alta y baja resolución, con alta sensibilidad de temperatura.
Aplicado ese bagaje al proyecto Termoscan, el resultado es una máquina de inspección de envases termosellados que materializa la patente previa propiedad de AINIA. En concreto, se ha desarrollado un equipo industrial que permite inspeccionar en tiempo real la totalidad de envases elaborados en una línea de producción y determinar la calidad del termosellado del envase, detectando los diferentes tipos de errores.
Es decir, detecta la presencia de restos de producto, temperaturas de termosellado incorrectas que pueden dar lugar a roturas durante el proceso logístico, pliegues en el film del envase, chimeneas, restos de humedad, de grasa… factores que son vistos en un ‘mundo’ termográfico y que sería muy difícil de detectar (algunos de ellos imposible) por el ojo humano.
De este modo se puede garantizar la calidad y la seguridad alimentaria de la totalidad de los envases termosellados y no solo de una pequeña parte analizada.
Un resultado que permite transferir a las empresas que quieran comercializarla una nueva tecnología de detección de defectos en envases plásticos, de manera que puedan llevarla al mercado de producción de alimentos y bebidas a través de la validación de un prototipo pre-industrial de inspección en un caso de uso real con el fin de que se logre cubrir las necesidades de control y verificación de calidad actuales, explotando el conocimiento patentado en relación a la inspección de procesos termográficos.
Rubén Lahuerta, del departamento de transferencia de tecnología y nuevos desarrollos de AINIA, explica que “este sistema logra mejorar la eficiencia en la detección de envases que no están bien sellados, reduciendo las incidencias y devoluciones existentes en este contexto, y aumentando la productividad de las empresas envasadoras”.
Funcionamiento
El prototipo desarrollado por AINIA mediante un software de control basado en avanzados algoritmos de inspección y técnicas de visión termográfica, proporciona la información necesaria para ajustar y validar el sistema de inspección en la misma línea de producción.
Emplear tecnología termográfica permite detectar diferencias de temperatura en una imagen del producto, que no es otra cosa que una bandeja cubierta por un film que proporciona estanqueidad y rellena de unos gases que incrementan la vida útil del producto que contiene. Las imperfecciones que pueden acontecer en esa bandeja son las que generan cambios de temperatura dentro de ese entorno termosellado.
Las técnicas de visión termográfica captan la radiación infrarroja de los objetos. Concretamente, una zona de frecuencia específica del infrarrojo que es donde se encuentra la temperatura de todos los objetos. Por lo tanto, lo que ve el equipo de termografía es la temperatura, no el objeto en sí como ocurre en el espectro visible (ojo humano).
A partir de ahí entran en juego los algoritmos de inspección que se encargan de realizar la labor de clasificación que realizaría un experto mediante la vista o el tacto para detectar problemas en una bandeja. Mediante la tipificación de categorías en base a las imágenes termográficas que ha captado, la máquina crea su método de clasificación adaptado al producto concreto de la línea de producción en la que se ha instalado.
Según recalca Lahuerta, ”el sistema implanta una lógica de Inteligencia Artificial que le permite aprender a lo largo del tiempo, sobre la propia inspección de envases que va realizando”.
Por lo tanto, una vez efectuada una puesta a punto de alrededor de dos días, el sistema crea su algoritmo para cada producto específico y clasifica siempre igual y muy rápido, mejorando exponencialmente cualquier resultado de una verificación humana.
Instalación
Entre las ventajas que ofrece el equipo está su diseño y la facilidad de instalación que tiene. Traducido a términos industriales, es una máquina muy pequeña que, básicamente, se puede incorporar en cualquier cinta de transporte y apenas ocupa unos 60 centímetros, teniendo en cuenta que no necesita ampliar la cinta con una zona especial, sino que se instala directamente encima de la cinta ya existente. Algo muy importante dada la relevancia que tiene cada metro en un centro de producción.
Con ese espacio mínimo, el sistema es capaz de tomar la imagen, procesarla y decidir si el producto cumple con los parámetros establecidos o debe expulsarse mediante el correspondiente sistema de expulsión (el propio de la máquina o el que ya tenga instalado esa línea).
Como explica Rubén Lahuerta, “gracias a su diseño modular, se puede instalar en cualquier configuración de línea, incluso en su versión compacta se instala sobre la propia cinta de transporte de cada línea de producción concreta, sin necesidad de costosos trabajos de adaptación”.
Por otra parte, su montaje no es nada complejo. En apenas dos horas y media puede quedar instalado sin que se produzcan apenas afectaciones en la producción.
Respecto a la formación requerida, también es muy sencilla y se realiza en tres niveles. En primer lugar, formación para los operarios responsables directos del sistema. Dado que no se trata de una tecnología invasiva, la formación es muy simple tanto en lo que se refiere al funcionamiento, el control o la prevención de riesgos laborales.
Pero además se realizan formaciones específicas para el personal de los departamentos de Calidad y para la dirección de la empresa, que es quien va a recibir la información procedente del sistema. En ambos casos se trata de formaciones muy sencillas para que puedan entender la información que les llega, que por otra parte es de fácil interpretación, para permitir tomar las decisiones oportunas al respecto. Tanto éstas como la de los operarios son formaciones sin apenas complicaciones y que requieren muy poco tiempo.
Resultados
Como se ha comentado ya, los resultados del sistema desarrollado en el proyecto Termoscan de AINIA son muy buenos cualitativamente hablando, pero también cuantitativamente.
En concreto, a altas velocidades de producción, se ha obtenido una reducción de hasta el 90 % sobre el porcentaje habitual de problemas que surgen en sistemas de termosellado. Es decir, en la totalidad de una producción los problemas de defectos podrían reducirse por debajo del 1 %, lo que implica un gran aumento de la calidad de la producción.
Situación actual
El prototipo de inspección ya ha sido probado en condiciones reales en diferentes tipologías de envases en empresas de producción y comercialización de productos cárnicos frescos con excelentes resultados. En concreto, el sistema se ha testado con total satisfacción por parte de una empresa de procesados cárnicos frescos y otra dedicada a productos avícolas también frescos.
Ambas son proveedores de cadenas punteras de la distribución en España. Este dato no es una casualidad, sino que muestra que este tipo de proyectos vienen a responder directamente a quejas o requerimientos de los consumidores, que siempre son detectadas en primera instancia por la distribución, que las traslada a centros de investigación como AINIA, donde se busca y encuentra, como sucede con el proyecto Termoscan, una respuesta tecnológica.
Y una vez encontrada ésta, los proyectos llegan al punto en el que se encuentra ahora éste, que puede denominarse fase de transferencia tecnológica realista.
Es decir, como recuerdan desde AINIA, en su ADN no está la vertiente comercial de venta y distribución masiva de equipos y los correspondientes servicios técnicos de mantenimiento y reparación a empresas, por lo que la idea es encontrar una empresa que explote comercialmente la patente (junto con todo el conocimiento, actualizaciones, mejoras, versiones, etc, que pueda aportar AINIA) y desarrolle una máquina a partir del prototipo ya creado para distribuir y comercializar el sistema de detección en empresas de las industrias cárnica y agroalimentaria.
Además, AINIA trabaja en la evolución de este equipo hacia la integración de esta inspección del termosellado con otras tecnologías de inspección como puede ser la detección de cuerpos extraños, para seguir aportando a las empresas del sector soluciones diferenciadas de innovación de alto valor añadido.
Artículo escrito por Rubén Lahuerta Martínez, Transferencia de Tecnología & Nuevos Desarrollos de AINIA.
Puedes leer el artículo completo en el número 146 de Cárnica.
