De las funciones internas a la planta de producción: cómo la IA y las tecnologías digitales transforman la fabricación de alimentos

No hace mucho, la inteligencia artificial parecía algo sobre lo que leíamos más que algo que utilizábamos. Hoy, forma parte de nuestra vida cotidiana y está detrás de muchas de las aplicaciones que usamos diariamente en nuestros teléfonos: desde recomendaciones y traducciones hasta la búsqueda de fotos y la navegación. Este mismo cambio está sucediendo en varios sectores, entre ellos el de los alimentos y bebidas. Para muchos fabricantes, los primeros usos de la IA se limitaron a tareas internas de investigación y administración. Pero hoy en día, las empresas más avanzadas ya la están integrando en todas sus operaciones.

Ante la creciente presión que enfrentan las empresas alimentarias para reducir las emisiones, mejorar la eficiencia, acelerar la innovación y fortalecer la resiliencia de la cadena de suministro; tecnologías como el análisis predictivo, los gemelos digitales y la automatización avanzada están contribuyendo a la transformación del funcionamiento de las instalaciones. En conjunto, estas herramientas permiten analizar, predecir y optimizar procesos en tiempo real y pasar de una toma de decisiones reactiva a un enfoque más proactivo basado en datos.

En este artículo, exploro cinco ámbitos claves en los que la IA y las tecnologías digitales están ayudando a los fabricantes y procesadores de alimentos a afrontar retos operativos críticos.

La energía sigue siendo uno de los mayores costes operativos en el sector de alimentos y bebidas. Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), los sistemas alimentarios representan alrededor del 30% del consumo energético mundial. Al mismo tiempo, representan casi un tercio (31%) de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero, ⁱlo que demuestra la necesidad de que los operadores equilibren los objetivos medioambientales con la productividad, la rentabilidad y la calidad del producto, especialmente ante unas exigencias de descarbonización cada vez mayores.

Las herramientas tecnológicas específicas ofrecen una forma eficaz para lograr este equilibrio. Los sistemas digitales de gestión energética utilizan datos en tiempo real procedentes de sensores, contadores inteligentes y equipos conectados para monitorizar y optimizar el consumo energético en las instalaciones de producción. Esto permite a los fabricantes identificar ineficiencias, optimizar el uso de los equipos y los programas de producción, y facilitar la integración de fuentes de energía renovables.

Cada vez más, los datos operativos también se utilizan para orientar el desarrollo de productos y el diseño de procesos, lo que contribuye a crear sistemas de producción más eficientes desde el punto de vista energético. La información sobre el consumo energético en tiempo real puede y debe influir en la toma de decisiones más allá de la planta de producción, ayudando a los productores a diseñar sistemas de fabricación más eficientes desde el principio. Tomemos como ejemplo a Coca-Cola. Su filial Coca-Cola HBC Austria aplicó medidas de eficiencia en la planta de Edelstal, logrando disminuir un 50% sus emisiones de CO₂, entre 2010 y 2019.

Durante décadas, los fabricantes se han basado principalmente en datos históricos, inspecciones manuales o la experiencia de los operarios para identificar ineficiencias y problemas en los equipos. Si bien estos métodos siguen siendo valiosos, suelen detectar los problemas una vez que el rendimiento ya se ha visto afectado. Hoy en día, el análisis predictivo y las tecnologías de monitorización avanzadas están ayudando a las empresas a pasar de un mantenimiento reactivo a un enfoque más predictivo.

Mediante el análisis continuo de datos operativos, los sistemas predictivos pueden identificar cuellos de botella, desviaciones de rendimiento y fallos en los equipos antes de que se agraven. Combinados con tecnologías como sensores de Internet de las Cosas (IoT), visión artificial y análisis basados en IA, estos sistemas permiten a los productores de alimentos reducir los tiempos de inactividad, mejorar el rendimiento de los equipos y mantener una calidad de producto constante. Además, las alertas tempranas sobre posibles errores permiten adoptar medidas correctivas de inmediato, minimizar los riesgos y garantizar el cumplimiento de las normas de higiene.

Esto es especialmente importante en entornos de cadena de frío, donde las instalaciones operan de forma continua y la higiene puede deteriorarse entre limpiezas programadas. Cada vez que se abren las puertas, entra aire caliente, se forma condensación y el aire se recircula, condiciones que pueden permitir que el moho y otros contaminantes se establezcan gradualmente, particularmente en zonas con humedad persistente como las carcasas de los evaporadores y las uniones del techo. La monitorización continua de la temperatura, la humedad y el flujo de aire, combinada con sistemas de alerta y protocolos de acciones correctivas, ayuda a los fabricantes a mantener condiciones estables durante la producción, no solo inmediatamente después de la desinfección. Esto protege la integridad del producto, sin tener que esperar a la siguiente limpieza programada para detectar un problema.

Las pruebas físicas de producción pueden ser costosas y requerir mucho tiempo y recursos. Los gemelos digitales —réplicas virtuales de productos, líneas de producción o instalaciones— permiten a las empresas probar escenarios, predecir el consumo de energía y perfeccionar los diseños antes de implementar cambios reales. Al simular las operaciones en un entorno virtual, los productores pueden acelerar la innovación y mejorar las decisiones de inversión.

Por ejemplo, PepsiCo, en colaboración con Siemens y NVIDIA, está adoptando una estrategia de planificación digital, utilizando gemelos digitales basados en la física y agentes de IA como co-diseñadores para simular, validar y optimizar la distribución de sus instalaciones antes de cualquier construcción física. Gracias a la tecnología de gemelos digitales, PepsiCo identifica hasta el 90% de los problemas potenciales antes de que se realicen modificaciones físicas. En su implementación inicial, este enfoque ha permitido un aumento del 20 % en el rendimiento de la producción y está impulsando ciclos de diseño más rápidos, una validación del diseño de casi el 100 % y reducciones del 10-15 % en el gasto de capital (Capex) al detectar capacidad oculta y validar las inversiones en un entorno virtual. Además, a medida que la tecnología de gemelos digitales continúa evolucionando, sus posibles aplicaciones se están ampliando más allá del diseño de instalaciones para incluir el desarrollo de productos, la optimización de procesos y la planificación de la sostenibilidad.

El fraude sigue siendo un desafío importante para la industria alimentaria, especialmente en materias primas como las hierbas y las especias, así como en ingredientes altamente procesados, cuya autenticidad puede ser difícil de verificar mediante métodos de inspección tradicionales. Para fortalecer los programas de integridad alimentaria, la adopción de tecnologías como el fingerprinting alimentario, los análisis basados en inteligencia artificial y las herramientas de trazabilidad digital se está convirtiendo en una estrategia cada vez más atractiva.

El fingerprinting alimentario permite crear perfiles únicos de ingredientes y materias primas, lo que ayuda a las organizaciones a detectar anomalías que podrían indicar riesgos de fraude. Por ejemplo, investigadores de Queen’s University Belfast están utilizando huellas espectroscópicas junto con inteligencia artificial y software quimiométrico para detectar riesgos de fraude en productos básicos como aceites comestibles, hierbas, especias y soja.

Las herramientas digitales de trazabilidad y monitorización ayudan a las organizaciones a obtener mayor visibilidad a lo largo de sus cadenas de suministro, lo que permite realizar evaluaciones de riesgos más precisas y reforzar los programas de cumplimiento normativo. Sin embargo, a medida que la tecnología se vuelve más sofisticada, también lo hacen los métodos empleados por los defraudadores. Expertos del sector advierten que la IA también puede utilizarse para generar documentación falsa y registros de cumplimiento fraudulentos convincentes. Esto hace que los sistemas de verificación robustos, las sólidas relaciones con los proveedores y los programas eficaces de evaluación de vulnerabilidades sean más importantes que nunca. Si bien la tecnología por sí sola no puede eliminar el fraude alimentario, se está convirtiendo en un componente fundamental de la estrategia de defensa del sector. En la práctica, esto implica combinar las nuevas herramientas de detección con aspectos fundamentales como la debida diligencia de los proveedores y un programa VACCP (Evaluación de Vulnerabilidades y Puntos Críticos de Control) sólido. La escasez de mano de obra sigue afectando a los fabricantes en todo el mundo, especialmente en países como Japón, donde el envejecimiento de la población agrava este problema. Al mismo tiempo, el aumento de la producción ejerce una presión cada vez mayor sobre las plantillas actuales. Una vez más, la tecnología desempeña un papel fundamental para ayudar a las empresas a afrontar esta situación. La automatización puede reducir la dependencia del trabajo manual en tareas repetitivas y que requieren mucha mano de obra, permitiendo a los fabricantes mantener los niveles de producción a pesar de las limitaciones de personal.

Los sistemas digitales también pueden optimizar los flujos de trabajo, mejorar la eficiencia operativa y contribuir a mantener un rendimiento de producción más consistente. En su reciente informe sobre el estado de la industria, la Federación de Alimentos y Bebidas (FDF) señala que fabricantes de todos los tamaños están invirtiendo en automatización para mitigar la escasez de mano de obra, así como en la capacitación de sus empleados para operar en entornos de producción cada vez más digitalizados. De hecho, según la investigación de la FDF, el 24 % planea aumentar la inversión en formación y desarrollo de competencias para sus plantillas de personal. Las empresas más exitosas serán aquellas que combinen la automatización con el desarrollo de sus equipos, en lugar de considerar ambas cuestiones como prioridades contrapuestas.

A pesar de las oportunidades que ofrecen la IA y las tecnologías digitales, su implementación exitosa no está garantizada. La automatización puede mejorar la eficiencia, pero también puede reducir la flexibilidad. Por ejemplo, limitar las líneas de producción a determinados formatos de envasado o a parámetros de cambio, que después resulten costosos (o incluso imposibles) de modificar a medida que las necesidades de los clientes evolucionan, sería contraproducente. Y si bien la IA puede reducir los errores, también puede multiplicarlos y agravarlos: si los sistemas reciben datos erróneos, pueden procesar etiquetas incorrectas, ejecutar pasos fallidos o aplicar un patrón de paletizado equivocado a gran velocidad.

Por lo tanto, los fabricantes pueden delegar tareas, pero no responsabilidades. Por eso, los controles humanos, los mecanismos de escalamiento y la gobernanza de datos siguen siendo imprescindibles. A medida que aumenta la adopción, invertir en formación y desarrollo de competencias es fundamental para que los equipos puedan comprender, gestionar y cuestionar los resultados del sistema cuando sea necesario.

La IA y las tecnologías digitales ya no se limitan a los departamentos de investigación o las funciones administrativas. Hoy en día, se están integrando en todo el ecosistema de fabricación alimentaria, ayudando a las empresas a mejorar la eficiencia, reducir las emisiones, acelerar la innovación, fortalecer la integridad de los alimentos y afrontar retos relacionados con la mano de obra. Sin embargo, las empresas que obtendrán la mayor ventaja no serán necesariamente las que utilicen más herramientas digitales y de IA, sino aquellas que las utilicen estratégicamente para resolver retos operativos reales, reforzar resiliencia y crear sistemas de producción más inteligentes y sostenibles.

A medida que el sector continúa su transformación digital, el éxito dependerá no solo de la adopción de nuevas tecnologías, sino de integrarlas de forma efectiva en la organización, desde las personas y los procesos hasta la estrategia empresarial a largo plazo.