“Fresh Box: un nuevo contenedor activo para la...

Slide n°1

“Fresh Box : un nuevo contenedor activo para la conservación y transporte de frutas y hortalizas”

Zaragoza, 06/ 04/ 2017

Esther Arias Álvarez Área I+D+i. Parque Científico Tecnológico Aula Dei

[email protected]

Slide n°2 LIFE + Freshbox: 3st SCM, 16/11/2015, Zaragoza

¿Por qué esta iniciativa?

Cuestiones éticas +

Otras implicaciones 179kg/habitante

Fuente: “Guía practica para el consumidor: como reducir el desperdicio alimentario”. MAGRAMA

Fuente: “Guía practica para el consumidor: como reducir el desperdicio alimentario”. MAGRAMA

250.000 millones de m3 de agua/año 170 millones de T equivalentes de CO2/año


“Agroalimentación y sostenibilidad. La alianza necesaria” Zaragoza, 06/ 04/ 2017

¿Por qué esta iniciativa?:

European Strategy on P lastic Waste, 2013: 25 millones de T de reducción de plástico generados en Europa en 2008 y solo un 21% (5,3 millones de T) fue reciclado.

Importancia del uso de biomateriales, biodegradables, reciclados…



¿Por qué esta iniciativa?:

Slide n°5 LIFE13 Kick-off Meeting, 10/09/2014, Madrid

Título del proyecto y/o acrónimo: «LIFE Fresh Box: a sustainable transport solution conserving quality of fresh produce, reducing waste and fuel consumption»

LOCALIZACIÓN: España (Alemania e Irlanda)

PRESUPUESTO: Cantidad Total: 1.851.396€ % co-financiación comunitaria: 50 %

DURACION: inicio: 01/07/2014 - Final: 30/06/2017

BENEFICIARIOS: Beneficiario coordinador: Fundación PCTAD

Beneficiario/s asociado/s:

Sara Remón Oliver, Responsable I+D+i


Objetivos del proyecto:

El objetivo final del proyecto es mejorar la sostenibilidad del transporte y distribución de frutas y hortalizas mediante el desarrollo de un innovador contenedor activo e inteligente. En él se almacenan y transportan diferentes tipos de frutas y hortalizas en una atmósfera adecuada y diseñada en función de la actividad respiratoria de cada producto. Además, el contenedor esta monitorizado por un innovador equipo de sensores integrados y se ha realizado con material reciclable, biodegradable y compostable (PLA). Resultados esperados: Aumento de un 30% de vida útil de los vegetales frescos

transportados/conservados en el contenedor Fresh Box, frente a un contenedor convencional.

Reducción de un 20% de desperdicio de alimento durante el transporte. Características físicoquímicas y organolépticas de las frutas y hortalizas

transportadas/almacenadas en el FreshBox. Reducción del uso de energía y consumo de materiales en la fabricación del

contenedor (tecnología MuCell SFC y utilización de PLA).

Slide n°7 LIFE13 Kick-off Meeting, 10/09/2014, Madrid

Papel de los socios en el proyecto

Sara Remón Oliver, Responsable I+D+i

-Selección de los productos frescos para los ensayos y asesoramiento en la definición de los criterios comerciales. -Responsable de la organización de los transportes reales de Alemania a España

-Selección de los productos frescos para los ensayos y asesoramiento en la definición de los criterios comerciales. -Responsable de la organización de los transportes reales de España a Alemania

-Estudio del metabolismo respiratorio de los productos seleccionados y selección de la AM más adecuada para cada uno. -Estudios de simulación de transporte (a nivel de laboratorio) -Colaboración en los transportes reales España-Alemania y Alemania-España

-Gestión y coordinación entre socios. -Actividades de difusión y networking.

-Diseño del modelo de predicción de la permeabilidad. -Incorporación de las sustancias activas. -Desarrollo del contenedor Fresh Box.

-Desarrollo del sensor que se incorporará en el Fresh Box: monitorización de la T, HR, %O2 y %CO2. -Diseño de una aplicación para móviles y seguimiento en tiempo real.

Slide n°8 LIFE + Freshbox: 4thSCM 2nd MM, 2-3/03/2016, Zaragoza

1. Nuestros primeros pasos: estudiar metabolismo respiratorio

Sensibles a la presencia de etileno exógeno

Sensibles al desarrollo de podredumbres

Sensibles a los daños por frío

Absorbedores de etileno en el interior del Fresh Box

Compuestos antimicrobianos en el interior del Fresh Box

Diseño de la permeabilidad para el transporte a T adecuada

0

5

10

15

20

25

0

5

10

15

20

25

0 10 20 30 40 50

%CO

2

%O

2

tiempo (horas)

A) Determinación de la AR y clasificación de los productos (baja, moderada, elevada) + B) Estudios de tolerancia a diferentes atmósferas (evaluación de la calidad) y

selección de la atmósfera más adecuada para cada tipo de producto

cámaras experimentales de AC


PRODUCTO ACTIVIDAD RESPIRATORIA (5ºC) PRODUCCIÓN DE ETILENO

Brocoli Elevada Muy baja (< 0,1 uL/kgh) Espinaca Alta Muy baja (< 0,1 uL/kgh) Fresa Media Muy baja (< 0,1 uL/kgh) Frutas de hueso Media Muy baja (< 0,1 uL/kgh) Mandarina Media (susceptibilidad daños por frío) Muy baja (< 0,1 uL/kgh) Uva Baja Muy baja (< 0,1 uL/kgh)

+ Estudio de tolerancias a diferentes AM

Modelo matemático: selección de la permeabilidad de la membrana

PRODUCTO AR AM permeabilidad abs C2H4 comp antimicrobiano

FRUTA DE HUESO media 10%O2 + 10% CO2 media (p2) x SI

UVA baja 15%O2 + 5% CO2 baja (p1) x SI

BROCOLI elevada 15%O2 + 5% CO2 alta (p3) SI x

ESPINACA alta 2%O2 + 10% CO2 baja (p1) x x

MANDARINA* media 10%O2 + 10% CO2 alta (p3) x SI

FRESA media 2%O2 + 10% CO2 media (p2) x SI

Selección de la AM de equilibrio más adecuada

Selección de la permeabilidad


2. Diseño de los primeros prototipos

Prototipos desarrollados para los ensayos de laboratorio y transporte

Test de batería


3. Estudios de simulación de transporte a nivel de laboratorio

Nº LAB TEST

SUSTANCIA ACTIVA DÍAS DE SIMULACIÓN DE TRANSPORTE (5ºC

+ 21ºC/1-2 días)

KG DE PRODUCTO PARAMETROS DE CALIDAD COMERCIAL MONITORIZACIÓN EN EL INTERIOR DEL FRESH BOX

1 Absorbedor de

etileno

Compuesto antimicrobiano

Ninguna sustancia

activa

8 100-250 kg -AR a 5ºC -perdida de peso -firmeza, ºBrix -incidencia de podredumbres -presencia de flavores extraños -Cartas de evaluación rápida de la calidad -Días de vida útil extra vs. CONTROL (aire)

-%O2 y %CO2 -T (º C) -HR (%)

2 7 100-250 kg -%O2 y %CO2 -T (º C) -HR (%)

3 8 100-250 kg -%O2 y %CO2 -T (º C) -HR (%)


3. Estudios de simulación de transporte a nivel de laboratorio GRADO

FOTO RACIMO FOTO DETALLE DESCRIPCIÓN

G1

Color verde en todo el racimo. Ligeras tonalidades pardas en ejes terciarios

G2

Eje primario y secundario ligeras tonalidades pardas. Eje terciario color pardo moderado.

G3

Eje primario tono pardo ligero/moderado Eje secundario color pardo moderado. Eje terciario ‘’leñoso’’, unión débil del fruto.

G4

Eje primario tono pardo moderado Eje secundario y terciario ‘’leñoso’’, unión débil del fruto (susceptible a la caída).

G5

Racimo completo: tono pardo-leñoso (desprendimiento general del fruto).

2. Formación de un panel de cata en las empresas


7 días/5ºC

MAYOR INCIDENCIA Y SEVERIDAD EN

TRANSPORTE CONTROL

DAÑOS MENOS SEVEROS Y MENOR INCIDENCIA EN FRESH BOX

PALLET CONTROL FRESH BOX

Algunos ejemplos…

Slide n°14 LIFE + Freshbox: 3st SCM, 16/11/2015, Zaragoza LIFE + Freshbox: 4thSCM 2nd MM, 2-3/03/2016, Zaragoza

PALLET CONTROL FRESH BOX 10 días/5ºC Algunos ejemplos…


8 días/5ºC+ 1 día/21ºC

PALLET CONTROL

FRESH BOX

Algunos ejemplos…

FRESH BOX


PRODUCTO PERMEABILIDAD SUSTANCIA ACTIVA

DÍAS EXTRA DE VIDA ÚTIL (vs. pallet control)

BENEFICIO COMERCIAL

BROCOLI (elevada AR)

ALTA

PERMEABILIDAD

ABSORBEDOR DE ETILENO (KMnO4)

1-2 días (T ambiente)

+

ESPINACA (alta AR)

ALTA

PERMEABILIDAD

-

8 días

+++

UVA (baja AR)

BAJA

PERMEABILIDAD

COMPUESTO ANTIMICROBIANO

5 días

+++

4. Definición de las condiciones de transporte



PRODUCTO PERMEABILIDAD SUSTANCIA ACTIVA

DÍAS EXTRA DE VIDA ÚTIL (vs. pallet

control)

BENEFICIO COMERCIAL

FRESA (media AR)

MEDIA

PERMEABILIDAD


4-5 días

(T ambiente)

+++

FRUTA DE HUESO (media AR)

MEDIA

PERMEABILIDAD


4 días

++

MANDARINA (media AR)

ALTA

PERMEABILIDAD


2 días

+

4. Definición de las condiciones de transporte


Slide n°18

5.Última etapa: nuestros Fresh Box viajando entre España y Alemania 18 veces.

Fecha de salida Fecha de llegada Producto

14/04/2016 18/04/2016

26/04/2016 29/04/2016

20/05/2016 24/05/2016

10/06/2016 15/06/2016

01/07/2016 07/07/2016

22/07/2016 01/08/2016

28/10/2016 31/10/2016

09/11/2016 12/11/2016

10/11/2016 16/11/2016

Fecha de salida Fecha de llegada Producto

22/04/2016 27/04/2016

26/04/2016 29/04/2016

27/05/2016 02/06/2016

07/07/2016 13/07/2016

12/07/2016 16/07/2016

15/07/2016 19/07/2016

08/11/2016 14/11/2016

23/11/2016 26/11/2016

24/11/2016 30/11/2016

De España a Alemania De Alemania a España

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Evaluación de la calidad comercial en origen y en destino: Cartas de evaluación rápida y test triangular (pallet convencional vs. Fresh Box)

nº caja FreshBox Control FreshBox Control FreshBox Control1 0 0 0 0 12 322 0 0 0 1 30 23 0 0 3 0 1 24 0 1 1 0 3 45 0 0 2 2 2 26 1 0 0 2 4 367 0 0 0 1 3 58 0 1 0 0 1 89 0 1 0 2 2 3

10 0 0 1 0 3 2711 0 0 1 0 4 512 0 0 1 0 1 413 0 0 1 0 4 314 0 0 1 0 2 215 1 0 0 0 2 1716 0 0 0 0 2 -17 0 0 0 1 3 -18 0 0 0 1 5 -19 1 1 0 3 3 -20 1 0 0 0 15 -

total 4 4 11 13 102 152

nº de cerezas con moho/cajaENVÍO 1 ENVÍO 2 ENVÍO 3

Presencia de mohos/ caja

Grado de deshidratación

Fresh Box Pallet control

Análisis sensorial

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nº caja FreshBox Control FreshBox Control FreshBox Control1 3 4 0 0 0 22 0 6 0 1 1 03 0 1 0 1 2 04 0 4 0 1 0 15 0 0 0 0 0 06 6 12 1 1 0 07 0 3 1 1 0 08 3 2 1 0 1 09 1 0 0 0 0 1

10 0 0 0 0 0 011 0 1 0 0 0 112 1 2 1 1 0 013 1 1 0 1 0 214 4 4 1 0 1 115 5 7 1 1 1 016 0 1 1 1 0 017 1 7 1 2 0 118 0 0 0 0 1 119 3 10 1 0 0 120 4 2 0 0 1 0

total 32 67 9 11 8 11

ENVÍO 1 ENVÍO 2 ENVÍO 3nº de fresas con moho/caja


Slide n°21



PALLET CONTROL

FRESH BOX

FRESH BOX nivel de confianza, 10%

Código muestra 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 nº aciertos nº catadores944 Control X X X X X X

432 Fresh Box X

105 Fresh Box X X X

Código muestra 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 nº aciertos nº catadores527 Fresh Box X X X X X X334 Control818 Control X X X X

nivel de confianza, 10%

Código muestra 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 nº aciertos nº catadores426 Control X X X

315 Fresh Box X X X

688 Fresh Box X X

Código muestra 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 nº aciertos nº catadores767 Control x x X x x x428 Fresh Box X X X

139 Fresh Box X

Tras 24h/21ºC nº del catador ¿diferencias significativas?

7 10

ENVÍO 2- FRAMBUESA. ORIGEN: Alemania, DESTINO: España- 15/07/2016Día de recepción en destino nº del catador ¿diferencias significativas?

3 9 x

Tras 24h/21ºC nº del catador ¿diferencias significativas?

6 10

ENVÍO 2- FRAMBUESA. ORIGEN: Alemania, DESTINO: España- 12/07/2016Día de recepción en destino nº del catador ¿diferencias significativas?

6 10

Slide n°22


PALLET CONTROL

FRESH BOX

Preparación del envío en Alemania

Recepción del envío en España

Slide n°23

5.Última etapa: nuestros Fresh Box viajando entre España y Alemania 18 veces… no todo fue bonito

Ejemplo de condensación provocado por rupturas de la cadena de frío

Ejemplo de daños provocados en el producto por la caída de gotas desde la tapa del Fresh Box.

CAPTURA DE DATOS DEL SENSOR

Slide n°24

portunidades • Potenciales adaptaciones de la tecnología • Potencial de aplicación a otros productos de alto valor añadido: flores • Muy alineado con las políticas europeas O

ortalezas • Posibilidad de adaptar la tecnología por tipo de cliente y producto • Percepción positiva por parte de las empresas en su impacto sobre

competitividad • Monitorización de las condiciones de transporte reales F

menazas • Competencia: productos similares • Aumento de costes operativos en el sector del transporte A

ebilidades • Falta de adaptación a las condiciones reales de transporte • Altos costes de fabricación (PLA) • Falta de incentivos para valorar los impactos medioambientales • Oferta atractiva para productos de alto valor añadido y mercado internacional D

Slide n°25

6. Recta final

Cálculo de los impactos medioambientales y socioeconómico Ahorro de kg CO2 debido a la reducción del desperdicio alimentario

CEREZAS UVAS FRESAS

CAUSA DE RECHAZO Presencia de mohos (llegada Fresh Box)

Presencia de mohos (tras 24h/21ºC)

Deshidratación Presencia de mohos

(tras 24h/21ºC) Ahorro (Kg-CO2)

debido al aumento de vida

útil

Límite inferior IC (95%) 0,07 1,37 104,53 11,15

Estimación 0,71 2,49 408,33 27,62

Límite superior IC (95%) 1,67 3,97 653,33 51,26

Ahorro de kg CO2 debido a la reducción del consumo de fuel y reducción del uso de plásticos

Reducción del peso del contenedor (Pallets vs. FreshBox) 10 Kg Nº Pallets/FreshBox/camión 99 Unidades

Kg fruta/camión 25.000 Kg Reducción del peso/camión 990 Kg

Ahorro de peso/T fruta transportada 39,6 Kg

Ahorro de emisiones de CO2 (kg)/contenedor debido a la reducción del consumo de gasoil (Pallets vs. FreshBox) 0,8 Kg

Número de FreshBox/camión 99 Unidades Kg fruta/camión 25.000 Kg

Ahorro (kg-CO2)/T fruta transportada 3,168 Kg

Ahorro KgCO2 /Fresh Box 2.31 Kg Kg fruta/Fresh Box 250 Kg

Ahorro kg-CO2/T fruta transportada 9,24 Kg

Uso de biomateriales (60% PLA)

Reducción del consumo de gasoil

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“Fresh Box : un nuevo contenedor activo para la conservación y transporte de frutas y hortalizas”

Zaragoza, 06/ 04/ 2017

Esther Arias Álvarez Área I+D+i. Parque Científico Tecnológico Aula Dei

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