Innovación y retos de futuro en el sector cervecero español

La pandemia del Covid-19 y sus restricciones a la hostelería provocaron un descenso inédito en el consumo de cerveza en España: por primera vez desde que el sector tiene registros, el consumo global descendió en 2020 hasta un 12% menos que el año 2019, situándose en 36 millones de hectolitros1. El consumo per cápita entre la población española descendió a 50 litros anuales, aunque sigue siendo la bebida más popular entre los españoles adultos (un 83% de los mismos afirma consumirla).

La pérdida de consumo en hostelería no se compensó con el incremento del consumo en el hogar: de un 70% fuera del hogar en 2019 a un 56% dentro del hogar en 2020 (superando al 44% de la hostelería). También el consumo de cerveza sin alcohol se vio alterado en el 2020, con bajadas muy significativas en hostelería: los consumidores se ‘permitían’ la cerveza con alcohol en las (pocas) ocasiones en las que podían consumir en los establecimientos; por el contrario, hubo un ligero aumento del índice de consumo de la cerveza sin alcohol dentro del consumo de cerveza en el hogar.

La sostenibilidad y la economía circular, compromisos clave con necesidad de I+D

En 2019, el sector estableció una serie de compromisos de sostenibilidad para 2025 englobados en cuatro áreas clave: envases, energía, agua y huella de carbono. La pandemia hizo que algunos de los indicadores de esos compromisos interrumpieran la progresión favorable, por ejemplo, en el tema de envases reutilizables, donde los cambios en hábitos de consumo ocasionados por la pandemia del Covid-19 hicieron mella, o los paros en la producción, que empeoraron los indicadores de optimización en el uso de recursos energéticos durante la producción.

La I+D en tecnologías de mejora de las energías renovables y de eficiencia en el uso de los recursos (como la mejora de sistemas CIP, clean in place, o esquemas de recuperación y reutilización de agua cuando es posible), junto con el uso de tecnologías de inteligencia artificial, machine learning, big data y robótica (lo que conforma la industria alimentaria 4.0) deben conducir a una mejor sostenibilidad de la industria, que requerirán de esfuerzo inversor por parte de las empresas y de apoyo de las administraciones en el marco de la transición verde y digital que promueve Europa.

Envases reutilizables y el problema del scuffing

El descenso de consumo y ventas en hostelería tiene un impacto también en el tipo de envase en el que se comercializa la cerveza, pues es en este canal donde se utilizan los formatos reutilizables de botellas y barriles. Así, estos supusieron en 2020 un 30% frente al 44,4% del año anterior. Por tipo de material, el 45% de la cerveza se comercializó en lata (formato vendido fundamentalmente en alimentación), seguido de la botella (38%) y del barril (17%).

En el caso de las botellas de cerveza que estamos acostumbrados a ver, su uso en repetidos ciclos puede generar problemas de scuffing. El scuffing es un mecanismo de daño abrasivo típicamente visible en la superficie de botellas de vidrio retornables, y que tiende a disminuir la vida útil de la botella, ya sea por su aspecto visual y/o por la reducción de la resistencia.

El origen puede deberse por un lado a factores mecánicos, por contacto dinámico entre botellas, y que en gran parte tienen su origen en las líneas de embotellado, entre botellas girando, o por presión en determinadas zonas de la línea de producción donde se acumulan grandes cantidades de botellines (“cuellos de botella”); o por factores químicos, cuando se puede producir degradación del vidrio por ataque químico durante los baños de sosa. 

El mecanismo de daño es un proceso evolutivo que se genera por:

• Aparición de microgrietas de tensión en la superficie de las botellas, que se propagan hacia el interior (profundidades del orden de micras).
• Se generan desconches a partir de la cohesión de grietas por la presión y giro entre botellas y/o durante el proceso de lavado.
• Las partículas desprendidas actúan como tercer cuerpo acelerando el mecanismo de desgaste por abrasión.

Las soluciones desarrolladas para resolver este problema pasan por un diseño óptimo de las botellas, una selección de recubrimientos tribológicos óptimos, el control de la presión en las líneas de embotellado, la lubricación entre botellas y bandas, la utilización de aditivos en los baños de sosa, o la aplicación de ceras para mejorar el aspecto visual de la botella enmascarando el scuffing, etc. Sin embargo, comprobar la eficiencia de estas alternativas bajo condiciones semejantes a una línea de producción considerando diferentes presiones entre las botellas, velocidades y presencia de humedad simultáneamente.

En este contexto, Eurecat ha desarrollado el equipo Scuffing machine dentro del marco de un proyecto Eureka con la empresa canadiense Masitek2. La Scuffing Machine fue diseñada para reproducir los mecanismos de desgaste de las botellas de uso retornable, controlando la carga aplicada, la rotación de las botellas y la aplicación de agua o lubricantes durante la rotación.Es una maquina modular que puede adaptarse a diferentes geometrías de botellas de vidrio o latas de aluminio. El equipo dispone de dos células de carga con un amplio rango de valores que logran reproducir las presiones a las que suele estar una botella dentro de las líneas de envasado a escala industrial, efecto que fue comprobado durante la ejecución del proyecto con Masitek. Este aspecto es importante para conocer el estado actual de las líneas de envasado y posteriormente aplicar las diferentes alternativas de reducción de scuffing presentes en el mercado.

Los ensayos también se pueden alternar con ciclos de lavado, y permiten la evaluación de distintos aditivos y lubricantes viendo la evolución de las curvas de “Scuffing vs. Numero de Ciclos” en la línea de embotellado: estas curvas se pueden obtener para diferentes condiciones, por ejemplo, referencia del estado inicial de la línea vs la introducción de un determinando lubricante o aditivo.

Defectos en packaging 

En el caso de las latas de bebida carbonatadas, Eurecat ha investigado intensamente, durante los últimos años, el origen de diferentes defectos aparecidos tanto en el interior como en el exterior de las latas de bebidas, centrándose principalmente en el análisis de las lacas internas y en un fenómeno llamado “pop-up” que provoca la apertura repentina de las latas durante su transporte y almacenaje. Los fallos observados en las latas debidos al “pop-up” son originados por defectos durante el proceso de fabricación de la entalla de abertura de la lata, defectos de la laca; la laca no cubre perfectamente la zona de la entalla de la tapa de la lata y a los ambientes agresivos donde se almacenan.

La corrosión del interior de las latas puede provocar un sabor metálico y/o problemas de fugas del fluido interior. Los defectos que aparecen en los recubrimientos internos suelen ser los responsables de la corrosión interna, pero su origen puede ser múltiple. El tipo de laca, la limpieza del metal antes de la aplicación del revestimiento o los problemas de aplicación del revestimiento, entre otros, pueden ser responsables de la aparición de defectos en el recubrimiento y la subsiguiente corrosión interna.

El análisis mediante microscopía electrónica con sonda EDX permite determinar el origen de los defectos que aparecen en las latas de aluminio/hojalata o la presencia de agentes contaminantes depositados entre el recubrimiento y el metal. La migración de aluminio al producto también se puede analizar mediante espectrofotometría de masas acoplado inductivamente (ICP-MS). En las micrografías mostradas, se observa, en la imagen de la izquierda, el fenómeno de corrosión de la laca interna de una lata de bebida carbonatada y, en la imagen de la derecha la detección de los elementos químicos: oxígeno, cloruros y azufre diferenciados mediante diferentes colores.

La corrosión externa de las latas, puede provocar problemas de fugas. El origen de la corrosión externa también puede ser múltiple, pero la atmósfera de almacenamiento o las fugas de otras latas de bebidas pueden ser la causa del problema.

Otro fenómeno observado en botellas y latas es la pérdida de gas. El origen de esta pérdida puede deberse a múltiples factores. Un cambio en la rugosidad superficial de la laca interna o la pérdida de la capacidad de sellado o continuidad del recubrimiento puede ser el origen de dichas pérdidas, Eurecat puede estudiar su origen mediante microscopía confocal o de foco infinito.

Eurecat centro tecnológico, aplica las técnicas adecuadas para detectar, analizar y solucionar los problemas de corrosión observados en todo tipo de latas y envases.

Nuevos materiales, design thinking, ecodiseño, huellas de impacto ambiental

En el caso de nuevos materiales, como los biomateriales, los materiales reciclados y los materiales reciclables, se debe asegurar la vida útil del producto y la no migración de compuestos del nuevo envase a la bebida con los estudios adecuados, a los que se podrían añadir estudios sensoriales y de aceptabilidad del producto, que seguramente gozará de mayor aceptación si se han aplicado técnicas de design thinking que cuenten con procesos de cocreación con consumidores y usuarios, y cuestiones de ecodiseño para un diseño circular que tenga en cuenta las materias primas, los aditivos y adhesivos de las etiquetas, por ejemplo, y que contemple facilitar la circularidad de los envases en los procesos de gestión del residuo una vez consumido el producto. En el desarrollo de nuevos materiales compuestos, se puede evaluar la viabilidad de añadir parte de material procedente de subproductos al material plástico o bioplástico que se desarrolle, para fomentar así una verdadera circularidad de los materiales.

Los indicadores de huella de carbono o huella hídrica pueden contribuir a explicar al consumidor también las bondades de una u otra solución alternativa, y los esfuerzos que la marca está haciendo para mejorar en sus índices de sostenibilidad y economía circular. Analizarlo en el conjunto del producto o procesos de producción, por categorías o a nivel de empresa puede hacerse mediante el ACV, análisis de ciclo de vida. El ACV es una herramienta de diseño que investiga y evalúa los impactos ambientales de un producto o servicio durante todas las etapas de su existencia: obtención, producción, distribución, uso y fin de vida.

Etiquetas inteligentes para experiencias de consumidor referentes

Eurecat ha desarrollado proyectos para obtener etiquetas inteligentes y una comunicación interactiva que mejoren la experiencia del consumidor con realidad aumentada y sonido 3D. El sector ha pasado de vivir en la realidad anterior a la pandemia, con una digitalización incipiente y hábitos de consumo en modificación, un consumo presencial y visitas a las tiendas y empresas in situ, a una nueva realidad que abraza nuevos hábitos de consumo, nuevos valores de las marcas y una identidad (digitalizada) de la marca y el territorio local. 

Así, planteamos mejorar la experiencia pre, pos y durante el consumo del producto desarrollando una plataforma PwApp (Progressive Web App) combinada con Realidad Aumentada (RA) y Sonido 3D que ofrezca al consumidor una experiencia única, una inmersión total con sensación de realidad potenciada, que vaya más allá de las funciones habituales (también integradas) de relación con el consumidor (descripción del producto, compra online, maridaje virtual, visitas virtuales, vídeos, fotografías, enlaces a redes sociales) y que permite a la empresa relacionarse con el consumidor para proveerle mejor servicio: control de contenidos, registro de consumidores, venta cruzada, recomendaciones, interacción en las redes sociales... Eurecat dispone de tecnología y capacidades para producir, mezclar y aumentar sonido 3D Binaural, con instalaciones de grabación y producción, herramientas para generar experiencias sonoras impactantes, experiencia en contenido para cine, televisión y radio, y diseño e instalación de espacios con sonido 3D. 

 

Ello se puede combinar con etiquetas inteligentes con electrónica impresa, sin baterías, que contienen sensores que permiten la monitorización del producto con la botella cerrada, mediante tecnología Near Field Communication (NFC). La utilización de electrónica impresa y hibridada para la conexión de objetos dentro de la Internet de las Cosas incrementa la trazabilidad y la comprensión del uso de los productos, de manera que se puede optimizar y mejorar todo su ciclo de vida, y potenciar la experiencia del consumidor y su relación con la marca. También se puede aplicar la electrónica impresa en el desarrollo de packaging de promoción luminiscente en punto de venta, por ejemplo.

Valorización de subproductos y economía circular

El sector cervecero tiene muy integrada gran parte de su cadena de valor, que abarca desde el propio proceso de elaboración del producto, a la distribución y el momento de su disfrute, sin olvidar el cultivo y recolección de las materias primas a partir de las que se elabora la cerveza: la cebada y el lúpulo. Así, en distintos eslabones de la cadena se pueden identificar opciones de valorización de subproductos y tecnologías para la optimización del uso de los recursos (energía y agua, principalmente).

El sector agroalimentario se encuentra entre los que tienen más potencial desde el punto de vista de la economía circular, y existen experiencias exitosas en la valorización del bagazo por ejemplo para la obtención de fracciones proteicas (en Eurecat hemos desarrollado sistemas para validar la calidad nutricional de estas fracciones proteicas, aspecto que consideramos fundamental en medio de la proliferación de este tipo de productos) o la obtención de biocombustibles. Además, se han estudiado procesos para el secado del bagazo destinado a alimentación animal que sean más sostenibles, con secaderos impulsados con energía solar. 

El consumidor compra cada vez más en clave medioambiental y valora mucho que la marca sea respetuosa con el entorno, coincidiendo con las tendencias en estilo de vida que sitúan en un primer plano la preocupación por la salud del planeta y por el bienestar de las personas al mismo tiempo. 

Salud y bienestar

Los nuevos hábitos de consumo implican un incremento de esta demanda de alimentos sostenibles y saludables. Los productos que incorporan ingredientes funcionales diseñados para mejorar el bienestar de las personas son una tendencia clara en alimentación, un campo en el que Eurecat participa en investigaciones punteras y que se calcula que su tendencia de crecimiento seguirá creciendo los próximos años a nivel global. 

Desde el punto de vista del desarrollo de nuevos alimentos e ingredientes para favorecer el bienestar de los distintos grupos de población, existen numerosas oportunidades como las que está mostrando el proyecto CIEN Dantian, impulsado por un consorcio español de ocho empresas lideradas por Mahou San Miguel y coordinado técnicamente por Eurecat, con el objetivo de estudiar nuevos alimentos e ingredientes bioactivos que favorezcan el bienestar mental, mediante el conocimiento del mecanismo a nivel cognitivo y su relación con la microbiota y la salud intestinal.

La incorporación de estos compuestos bioactivos en matrices alimentarias más saludables, como la cerveza sin alcohol, u otras bebidas, tiene desafíos en términos de estabilidad de producto, aceptación sensorial y validación científica del efecto saludable, pero el sector trabaja en ello y en el futuro veremos muchos desarrollos en este ámbito.

Notas

(1) Informe socioeconómico del sector de la cerveza en España 2020, Cerveceros de España y Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, 2021, NIPO: 003210824, DL: M-18872-2021.

(2) Masitek Joins Spanish Testing Group to Extend the Reusable Life of Glass Packaging. February 14, 2017 https://mmaazz.org/blog/scuff

(3) Proyecto CIEN Progreso

(4) https://eurecat.org/es/nuevo-sistema-para-identificar-potenciales-actividades-biologicas-de-nuevos-ingredientes/

(5) López Linares Juan C., García Cubero M.Teresa, Lucas Susana, González Benito Gerardo, Coca Mónica. “Microwave assisted hydrothermal as greener pretreatment of brewer’s spent grains for biobutanol production”. Chemical Engineering Journal. Volume 368, 15 July 2019, Pages 1045-1055. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.03.032

(6) https://eurecat.org/es/portfolio-items/dantian/