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Riesgos y soluciones en la distribución hortofrutícola

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La gran variedad de productos hortofrutícolas existentes en el mercado, así como el incremento de las exportaciones internacionales, hacen necesaria la adaptación permanente del embalaje a las condiciones propias de su ciclo de distribución. En este artículo, se ofrece una visión sobre cuáles son los principales riesgos a los que se enfrentan estos productos y cómo se pueden evitar con el desarrollo de soluciones integrales de envases y embalajes que cumplan con todos los requisitos y exigencias del proceso de distribución

Los productos hortofrutícolas son estructuras vivas que, una vez recolectados, siguen respirando, transpirando y generando calor, estás características los hacen muy sensibles a los cambios de su entorno tales como los daños mecánicos, las condiciones climáticas o la contaminación.
En general, se trata de productos voluminosos fáciles de dañar de manera mecánica y que una vez recolectados sufren una serie de transformaciones físico-químicas debidas a procesos metabólicos que van a condicionar tanto la forma de almacenamiento como el tipo de embalaje en el que se van a distribuir.
Los principales riesgos a los que se encuentran expuestos estos productos son los que se detallan a continuación.

Riesgos biológicos
Los riesgos biológicos son aquellos producidos por agentes biológicos, tales como virus, bacterias, hongos, insectos, pequeños animales (pájaros, roedores) o por los propios procesos metabólicos de las frutas y verduras que desde su recolección continúan respirando, madurando e iniciando procesos de senescencia (envejecimiento biológico), todo lo cual implica una serie de cambios estructurales, bioquímicos y de componentes que son específicos para cada producto. Este deterioro natural llevará a la perdida del producto para el consumo en un corto periodo de tiempo si éste no es conservado adecuadamente. Los riesgos biológicos más importantes son los debidos a:
 Microorganismos. Como consecuencia de las reacciones de senescencia, el producto vegetal se deteriora, disminuyendo sus defensas naturales y permitiendo la invasión por microorganismos como hongos y bacterias. Ésta es la forma de alteración y pérdida de producto más habitual.
Insectos. Se alojan en el producto y se alimentan del mismo, provocando pérdidas importantes cuando se encuentran en elevadas cantidades. Las altas temperaturas aumentan su velocidad de reproducción y su presencia depende en gran medida del grado de control de plaga antes de la recolección.
Procesos metabólicos de las frutas y verduras (respiración-transpiración). Los procesos de respiración en la fruta siguen activos convirtiendo los carbohidratos de la fruta en CO2, agua y energía. El O2 necesario para llevar a cabo estas reacciones es proporcionado por el oxígeno del aire circundante al producto, en consecuencia, cuando no existe suficiente oxígeno, comienzan nuevos procesos de respiración anaerobica formándose subproductos como alcoholes, aldehídos y cetonas que pueden llegar a dar mal sabor a la fruta.
Por otro lado, en el proceso de transpiración la atmósfera interna de frutas y hortalizas está saturada con vapor de agua mientras que a la misma temperatura el aire circundante está menos saturado, este gradiente hace que el vapor de agua se mueva desde el producto al aire que lo rodea, provocando la pérdida de agua del producto.
Para evitar o paliar estos riesgos el envase primario juega un papel crucial, sobre todo en el caso de frutas y verduras de cuarta y quinta gama, razón por la que, hoy en día, existe un gran interés en la investigación de envases capaces de reducir las pérdidas asociadas a estos riesgos biológicos. En el mercado existe gran variedad de envases desarrollados para la conservación frente a este tipo de riesgos, siendo habitual su empleo en el envasado de frutas y verduras mínimamente procesadas. A continuación, se describen los principales tipos:
Envases MAP. Se trata de un sistema de envasado en atmósfera modificada en el que el envase y el producto envasado interactúan entre sí haciendo que la atmósfera gaseosa interna alcance un equilibrio adecuado que reduce la velocidad de respiración, la sensibilidad al etileno y la pérdida de humedad, así como el desarrollo de microorganismos. Este tipo de envasado crea un equilibrio entre el metabolismo del fruto y la permeabilidad del film utilizado, consiguiendo una proporción de gases adecuada para la conservación del alimento.
Envases activos. Éstos, están diseñados para incorporar deliberadamente compuestos que transmitan sustancias a los alimentos o a su entorno, o bien que absorban sustancias de los alimentos o del entorno de éstos aumentando su vida útil y/o mejorando su conservación. Algunos de los sistemas que se utilizan en envases activos son: agentes captadores de oxígeno, absorbedores de humedad, controladores de aroma y olor, agentes antivaho, antimicrobianos, entre otros.
Envases inteligentes. Son envases comunicativos capaces de efectuar una función inteligente como detectar, mostrar, registrar o comunicar una información sobre el estado del alimento envasado o el entorno de éste. Ejemplos de envases inteligentes son aquellos que presentan indicadores de temperatura, de caducidad o vida útil del alimento, etc., así como dispositivos capaces de registrar datos tales como etiquetas RFID. Este tipo de envases mejoran la trazabilidad del envase a lo largo de su ciclo de distribución y garantizan al consumidor la calidad y seguridad del alimento.
En otro sentido, las bandejas o cajas hortofrutícolas destinadas a la distribución son consideradas envase primario, en tanto el producto en cuestión va alojado a granel en su interior o carece de envase primario (mallas, barquetas, bolsas de plástico microperforadas…). No obstante, cuando la fruta va directamente envasada, estos envases pueden considerarse como embalaje secundario o de expedición.
Estos envases y/o embalajes de expedición destinados a contener frutas y verduras frescas, también han evolucionado hacia diseños cada vez más eficientes capaces de reducir las pérdidas debidas a estos riesgos. Un ejemplo de ello es la introducción de orificios de ventilación en el embalaje destinados a facilitar la circulación de aire y, por tanto, ayudando a mantener el contenido de oxígeno en la atmósfera circundante del producto.

Riesgos climáticos
Los productos hortofrutícolas son particularmente sensibles a las condiciones climáticas a las que se encuentran expuestos como la temperatura, la humedad o la composición atmosférica (gases), dado que se trata de tejidos y estructuras vivas que continúan interaccionando con el medioambiente. Por esta razón, es necesario mantener unas condiciones ambientales de conservación adecuadas al tipo de producto durante su almacenamiento y transporte.
Los efectos adversos que un mal acondicionamiento climático puede llegar a ocasionar, dependen del grado de control que se posea sobre los principales parámetros climáticos. Por otro lado, las condiciones climáticas (temperatura y humedad) afectan tanto al producto como a su envase y embalaje, pero siempre en la misma dirección, lo que para el producto es beneficioso puede ser negativo para el embalaje. Los principales efectos de estos parámetros se pueden resumir como sigue:
Temperatura. Influye directamente sobre la respiración de frutas y verduras de manera que cuando la temperatura se incrementa, igualmente se incrementará la velocidad de respiración. La conservación del producto en bajas temperaturas permite reducir la respiración del producto y prolongar su vida útil oscilando en la mayoría de casos entre 3 y 10ºC en función del producto. En ningún caso debe llegarse al sobreenfriamiento (el producto fresco se congela a alrededor de -2ºC) ya que puede  provocar la rotura de los tejidos y la generación de sabores desagradables al retornar a las temperaturas óptimas. Por otro lado, temperaturas superiores a los 40ºC pueden producir daños a los tejidos y por encima de 60ºC toda la actividad enzimática es destruida quedando el producto definitivamente muerto.
En el control de la temperatura, además del control de las condiciones de almacén y transporte, juegan un importante papel los orificios de ventilación presentes en los envases y embalajes. Estos orificios permiten canalizar el aire que circula por el interior de la carga paletizada manteniendo homogéneas las condiciones de temperatura y humedad.
Si no se controla este parámetro y se producen subidas y bajadas bruscas de temperatura, pueden producirse condensaciones de agua. La exposición continuada  al agua en estado líquido puede afectar al sistema de embalaje (principalmente en materiales derivados del papel)  que, en algunos casos, pierde rigidez y resistencia, este efecto es un indicio de malas prácticas durante el proceso de distribución.
Humedad. Es utilizada para prolongar la vida de las frutas y verduras una vez recolectadas, ya que el aire seco provoca la pérdida agua del producto por transpiración. Para controlar este proceso, es necesario mantener porcentajes altos de la humedad relativa que dependerán del producto en cuestión.
Indirectamente, este parámetro también afecta al embalaje en cuestión, sobre todo en el caso de envases y embalajes de papel y cartón donde se reducen gravemente sus propiedades de resistencia físico-mecánica. Sin embargo, los embalajes de cartón ondulado están entre los más utilizados para el transporte de estos productos, debido al grado de desarrollo y optimización al que se ha llegado en este sector en el ámbito hortofrutícola. Sobre estas líneas se han incorporado papeles y colas resistentes a la humedad que dotan a la estructura de cartón de la resistencia físico-mecánica necesaria para soportar condiciones de humedad superiores al 90%.
Por otro lado, la aplicación de tratamientos impermeabilizantes sobre la superficie en contacto con el producto evita la absorción de agua que frutas y verduras pueden generar.
Composición atmosférica. Los niveles de CO2 y de oxígeno atmosférico repercuten directamente en los procesos metabólicos de frutas y verduras razón por la que el almacenamiento de estos productos se ha diversificado. Se distingue entre tres tipos de almacenamiento: la frigoconservación, el almacenamiento en atmósfera modificada y el almacenamiento en atmósfera controlada. Este último tipo de almacenamiento consiste en la ventilación con aire exterior donde la concentración de oxígeno se controla por ventanas de ventilación y el CO2 mediante la circulación de una parte de la atmósfera de almacenamiento sobre un filtro con carbón activado que absorbe el dióxido de carbono.
En cualquier caso, el adecuado control de la composición atmosférica se hace indispensable dado que si los productos se almacenan sin la suficiente ventilación puede llegar a crearse una atmósfera empobrecida en oxígeno y enriquecida en dióxido de carbono. Niveles de oxígeno inferiores al 2% pueden provocar la fermentación anaeróbica del producto, dando lugar a sabores alcohólicos desagradables y descomposición de los tejidos.
En la conservación y control de las condiciones climáticas influyen tanto la disposición de unas adecuadas instalaciones y equipos en los centros logísticos de almacenamiento, así como las buenas prácticas de manipulación de estos productos. Por otro lado, tanto los embalajes de expedición como las cajas hortofrutícolas utilizadas en la distribución de estos productos juegan también un papel clave, ya que tienen que soportar estas condiciones sin acusar perdidas de resistencia que pongan en peligro la estabilidad de la carga provocando hundimientos, caídas o vuelcos durante la distribución del producto.

Riesgos mecánicos
Los riesgos mecánicos son los debidos a la exposición de los productos hortofrutícolas a impactos, vibraciones o compresiones ocurridas durante la distribución. Estos fenómenos provocan sobre las frutas y verduras la aparición de pardeamientos, zonas blandas o podredumbres en un corto espacio de tiempo. Así pues, la protección de estos productos ante estos riesgos es fundamental para conservar su presentación y cualidades organolépticas.
Los principales riesgos mecánicos a los cuales se encuentran expuestas las frutas y verduras durante su distribución son los siguientes:
Compresión. El apilado de los envases y embalajes hortofrutícolas para su almacenamiento y transporte provoca la compresión de los mismos, sobre todo de los situados en los estratos inferiores de la carga. Si la resistencia del embalaje no es suficiente, puede llegar a colapsar provocando el hundimiento y caída de la carga con la consiguiente perdida de producto. Si a esto le añadimos el efecto del tiempo de almacenamiento y las vibraciones producidas durante el transporte, se produce un fenómeno denominado fatiga que amplifica el efecto de la compresión reduciendo gravemente la resistencia de la caja.
Impactos. Durante la manipulación de estos embalajes es habitual que se produzcan impactos o choques, sobre todo durante los trabajos de carga y descarga, en la confección de las unidades de carga o por el efecto de las cargas traseras sobre las delanteras, tras producirse una frenada brusca.
Vibración. Las vibraciones producidas durante el transporte son transmitidas al producto provocando en muchas ocasiones el movimiento del mismo en el interior del embalaje. En el caso de los productos hortofrutícolas, este fenómeno puede intensificarse cuando se disponen a granel sin ningún tipo de bloqueo o fijación. Estos movimientos pueden causar rozamientos, efectos abrasivos o, incluso, perforaciones en la fruta si el sistema de embalaje no es el adecuado.
Los riesgos mecánicos pueden ser evitados adaptando el sistema de embalaje a la tipología de producto, teniendo en cuenta sus riesgos asociados y su ciclo de distribución, sin olvidar la importancia de las buenas prácticas en el centro de confección, montaje y paletizado de las frutas y verduras.
Conocidos los principales riesgos a los que se encuentran expuestos estos productos, ¿cómo se lleva a cabo el diseño de un envase y/o embalaje óptimo?
El diseño de un embalaje hortofrutícola pasa por el establecimiento de unos requisitos estructurales y funcionales que aseguren su correcto comportamiento en las condiciones de almacenamiento y transporte propias del producto. La determinación de estos requisitos se basa en el análisis previo de los parámetros más representativos de la distribución del producto y la identificación de los factores de reducción atribuibles a cada uno de ellos. Los factores de reducción son coeficientes de resistencia que permiten la evaluación cuantitativa de la resistencia del embalaje. Algunos de los más utilizados son los siguientes:
Efecto de la humedad. A través de este factor se cuantifica el efecto de la humedad sobre el embalaje, para su estudio se aplican las condiciones ambientales identificadas como más desfavorables o representativas del ciclo de distribución y se evalúa el comportamiento del embalaje frente a este riesgo. Esta evaluación se basa en la realización de diferentes pruebas a distintos acondicionamientos de temperatura y humedad. Una de las pruebas más utilizadas es el ensayo de compresión o BCT (Box Compression Test), mediante la cual se mide la resistencia del embalaje a la compresión bajo el efecto de una fuerza ejercida perpendicularmente a su superficie. Este ensayo se realiza frente a diferentes escenarios de humedad relativa con el fin de comprobar cómo la resistencia BCT se ve afectada por este factor.
Efecto del tiempo de almacenamiento. Este factor pondera el efecto de los tiempos de apilamiento a los que se ve habitualmente expuesto el embalaje; se basa principalmente en la realización del ensayo de compresión estática o creep mediante el que es posible observar el comportamiento del embalaje ante cargas estáticas aplicadas durante largos periodos de tiempo. Si, además, este ensayo se realiza bajo escenarios combinados de humedad relativa y carga estática puede arrojar una valiosa información sobre el comportamiento del embalaje en el tiempo.
Efecto del transporte. En este tipo de evaluación se consideran los riesgos característicos del modo de transporte utilizado, así como las etapas de manipulación, se basa en la realización del ensayo de fatiga en el transporte. Mediante este ensayo se observa el comportamiento del embalaje ante cargas aplicadas combinadas con las vibraciones producidas durante el transporte. Este ensayo puede realizarse en diferentes escenarios combinados de humedad relativa, carga e intensidad de vibración (RMS) variables.
Efecto del anclaje entre capas de paletización. Si bien actualmente los mosaicos de paletización han avanzado, aún pueden persistir problemas debidos a un mal anclaje. Este factor estudia el efecto derivado de la paletización por estratos de la carga, evaluándose las posibles diferencias existentes en la resistencia a compresión del embalaje cuando éste permanece anclado sobre otra unidad mediante pestañas de sujeción y en condiciones simuladas de sobrevuelo. En muchos de estos casos, aparece además otro factor debido a la falta de ajuste o pérdida de horizontalidad del apilado.
Efecto del sobrevuelo del embalaje sobre el palé. El sobrevuelo de los embalajes sobre la plataforma de paletización repercute directamente en la resistencia del conjunto. La manera de evaluar la resistencia del conjunto se realiza mediante una serie de ensayos de compresión sobre el primer estrato de paletización. El objetivo de estas pruebas será evaluar las posibles pérdidas de resistencia originadas por desplazamientos de carga  o falta de precisión durante la etapa de paletización.
El análisis de estos factores permite determinar la idoneidad del sistema embalaje-producto y su comportamiento frente a los riesgos mecánicos habituales del ciclo de distribución así como identificar posibles mejoras de su diseño estructural.
Finalmente, si lo que se busca es validar un nuevo diseño de embalaje pueden seguirse normativas estándar como los procedimientos de la ISTA (International Safe Transit Association), organización que ha desarrollado una metodología basada en series de ensayos destinados a simular los principales riesgos que un determinado tipo de embalaje puede sufrir a lo largo de su manipulación, ciclo de almacenamiento y distribución.
La validación bajo condiciones controladas permite profundizar y recabar información para la mejora del envase y/o embalaje. No obstante, actualmente muchas empresas optan por realizar una validación real a través del envío de cargas en las condiciones de distribución características de una ruta típica. Esta alternativa no asegura la aptitud del embalaje para la distribución, ya que solo reproduce un escenario concreto de transporte y distribución, obviando otros probables escenarios o situaciones con los que puede encontrarse el embalaje, por ejemplo, un cambio de ruta o de transporte. Por otro lado, en los casos en los que el embalaje falle o se produzca un problema concreto no cabe la posibilidad de realizar un diagnóstico fiable de las causas que lo originaron.
En última instancia, aunque la resistencia estructural es fundamental para este tipo de embalajes, su éxito en el mercado dependerá también de otros factores no menos importantes como la seguridad alimentaría, la sostenibilidad, la rentabilidad, la imagen o la ergonomía del sistema de embalaje.
El embalaje óptimo contempla todos estos factores y tiene en cuenta los requisitos específicos del cliente tales como diseños especiales regidos por la imagen de marca o elementos de marketing, el cumplimiento de normativas internacionales o, incluso, requisitos especiales que giran en torno a las prácticas logísticas del cliente. Además, este tipo de embalaje ha de resultar económico tanto para el fabricante como para el usuario, considerando el poco margen de venta que presentan estos productos.
En esencia, la gran variedad de productos hortofrutícolas existentes en el mercado así como el incremento de las exportaciones internacionales hacen necesaria la adaptación permanente del embalaje a las condiciones propias de su ciclo de distribución; tipo de transporte, ruta de distribución o conservación, entre otras, y a los requisitos propios del mercado.
En consecuencia, este tipo de envases y embalajes ha de cumplir con un alto nivel de exigencia a precios relativamente bajos, lo que supone todo un reto para las empresas fabricantes.

 

Rosa Aguirrre, departamento de Soluciones Integrales del Instituto Tecnológico del Embalaje, Transporte y Logística (Itene)

 Fuentes:
– Código internacional recomendado de prácticas para el envasado y transporte de frutas y hortalizas frescas. (CAC/RCP 44-1995, EMD. 1-2004).
– La pre-refrigeración de hortalizas y frutas.
http://www.mapa.es/ministerio/pags/biblioteca/revistas/pdf_Hort/Hort_1990_58_28_38.pdf
– Conclusiones sobre la 8ª edición del congreso AECOC de frutas y hortalizas. Reflexiones sobre el embalaje del futuro.
Julio/agosto 2006 nº 117  infopack.
– Contribución a la determinación y simulación de las vibraciones e impactos en operaciones de transporte y distribución de productos de consumo embalados. Tesis doctoral Manuel Alfredo García-Romeu Martínez.

 

Publicado en el número 69 de la revista Tecnifood

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