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Licafa Línea de Investigación de la Cadena de Formación en Alimentos Universidad Nacional Abierta y a Distancia Nelly Morales Pedraza Margarita Gómez de Illera Fedra Lorena Ortiz Benavides Norman Andrés Serrano Forero
Con la colaboración de:
Carlos Ramón Vidal Lucas Fernando Quintana
Rubén Dario Múnera Marta Vinasco
Claudia Zambrano
Bogotá, D.C., Octubre 3 de 2011
RESUMEN
La Cadena de Formación en Alimentos (CAFA) de la UNAD, parte del programa de
Tecnología de Alimentos, se profundiza en la Ingeniería de Alimentos y se fortalece con
la Especialización en Procesos de Alimentos y Biomateriales.
El desarrollo de la investigación en la CAFA, toma como referente el desarrollo del
Sector Agroalimentario Nacional, las necesidades regionales y al documento del
Consejo Nacional de Política Económica y Social, para finalmente proponer la línea de
investigación, Ingeniería de procesos en alimentos y biomateriales, que se desarrollará
en detalle más adelante.
CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN 2. JUSTIFICACIÓN
3. OBJETIVOS
4. ESTADO DEL ARTE
5. TEMÁTICAS
ANEXO GLOSARIO BIBLIOGRAFÍA
1. INTRODUCCIÓN
La ingeniería de procesos en alimentos y biomateriales, es una rama de la ingeniería que
generaliza y extrapola, metodologías de otras áreas relacionadas con la transformación
de materia y energía. Asimismo da respuesta a problemas de investigación de la ciencia
alimentaria y afines.
Esta línea permite desarrollar nuevos conocimientos para el diseño, la adaptación y la
innovación de tecnologías y productos, como también, modelar y simular procesos
energéticos, de naturaleza animal y vegetal, y, finalmente el uso de biomateriales que
apunten a la obtención de procesos y productos alimenticios, que compitan por su
calidad en el mercado, nacional e internacional, y contribuyan al desarrollo científico y
tecnológico del país.
2. JUSTIFICACIÓN
A través de la línea propuesta, se puede alcanzar la estandarización y optimización, de
procesos de transformación primaria y secundaria, de las diferentes materias primas de
origen agropecuario, producidas en las diferentes regiones de nuestro país, para obtener
productos de calidad nutricional y microbiológica, y, con un período mayor en su vida
de anaquel o almacenamiento. De esta manera se asumen los retos que imponen la
legislación alimentaría, la ética profesional y la normatividad nacional e internacional,
en el marco de la producción de alimentos inocuos, orientados a la seguridad
alimentaria, y, a crear la necesidad de proteger al medio ambiente.
El Movimiento Colombiano de Productividad y las agendas regionales de
competitividad, cuenta con acciones dirigidas hacia la búsqueda de la productividad
macro y micro, a través de la consolidación del Centro Nacional de Productividad y la
articulación con el Sistema Nacional de Ciencia y Tecnología. De otra parte, por la
realización de análisis de la brecha tecnológica de las cadenas productivas o clúster
dinámicos, el desarrollo del componente productivo, es relevante y promisorio, dentro
de un horizonte 2005 - 2015.
En un estudio realizado por el CID-U1 sobre los sectores de mayor efecto multiplicador
y que producen resultados más inmediatos, y de gran importancia en la economía
nacional en términos de producción, empleo e indicadores de competitividad, que
permitieron identificar sectores estratégicos y sensibles como: La participación en el
PIB regional, contribución al valor agregado industrial, generación de empleo. Con base
en los estudios reseñados, el perfil económico del país tiene como una de las apuestas
productivas, el sector de la agroindustria, donde una de las cadenas es la producción de
productos procesados, lo cual no es ajeno a la presente línea de investigación.
Las agendas internas regionales se construyen con base en el desarrollo económico de
las regiones, de los análisis o estudios sectoriales, la aplicación de criterios técnicos y
un proceso de concertación entre el sector público y privado, que permite identificar los
sectores productivos que por sus ventajas competitivas, comparativas o potencial
exportador, se constituyen en factores estratégicos para la región y en nuestro caso para
la proposición de la presente línea.
1 CENTRO DE INVESTIGACIONES PARA EL DESARROLLO, CID - (2005). Estudio de las barreras al comercio de
bienes y servicios, en el contexto de un Tratado de Libre Comercio con Estados Unidos. Universidad Nacional de Colombia,
Bogotá.
Con base en lo anterior y de acuerdo a estadísticas del DANE, y de la DIAN, las
exportaciones colombianas han aumentado en los últimos años, como se pude ver en la
figura 1, con casi cerca de 20000 millones de dólares. Este ítem se posiciona como una
fuente de recursos, para diversos sectores agroindustriales.
Figura 1. Comportamiento de las exportaciones colombianas
Fuente: Departamento Administrativo Nacional de Estadística – DANE (2003 - 2008)
Dentro de este rubro de exportaciones, los sectores primarios se ubican con más de la
mitad de los recursos de exportación, como se puede ver en la figura 2. En estos
sectores están productos agropecuarios, pesqueros y ganaderos.
Dentro de los principales mercados a los cuales Colombia exporta alimento esta la
región andina, liderada por Venezuela, Ecuador y Perú, en menor proporción Chile y
Argentina. El segundo mercado más grande para los productos colombianos es Estados
Unidos y en menor proporción otros mercados como Europa, México, Centro América
y Canadá. En Asia el mayor receptor de los productos colombianos es Rusia, dando una
gran oportunidad de explorar nuevos mercados.
Figura 2. Sectores económicos para las exportaciones colombianas
Fuente: Departamento Administrativo Nacional de Estadística - DANE
De la misma manera, los principales productos de exportación colombiana, en el área
alimenticia están: café en grano, pescado crudo, aceites vegetales, bananos, frutas,
azúcares en bruto y flores. Dentro del listado de los productos que exporta Colombia,
no aparece sino hasta el décimo lugar los productos procesados, en este caso los dulces
y chocolates.
Debido a estos antecedentes, aún existen tareas por desarrollar para incentivar la
producción industrial y la industrialización, en el área de alimentos, mejorar los
procesos productivos de elementos primarios y ahondar en la investigación en
ingeniería de procesos, y en la adaptación de tecnologías, para procesar y brindarle
valor agregado a nuestra gran diversidad biológica y alimentaria.
Lo anterior, se fundamenta en el conjunto de estudios realizados para el Departamento
Administrativo de Planeación Distrital, DAPD, algunas gobernaciones, entre ellas la de
Cundinamarca, el Consejo Regional de Competitividad, la Mesa de Planificación
Regional y las Cámaras de Comercio y el DANE2.
Consecuentemente, para la cadena de alimentos, se ubicó la problemática en el campo
de la ingeniería de procesos, tanto en alimentos como en biomateriales, analizando la
relación entre investigación, prioridades del quehacer diario del sector y prioridades del
conocimiento.
3. OBJETIVOS
General
Proponer, diseñar, desarrollar e implementar proyectos de adecuación, transformación,
estandarización y optimización de procesos de alimentos, productos biológicos y
subproductos de la industria alimentaria que solucionen problemas específicos del
sector agroindustrial en las diferentes regiones del país.
2 Entre otros estudios se destacan: Cadenas productivas (Pardo y Bejarano. 2001), Definición bajo metodología de Clúster de las
actividades que por su dinámica o relevancia aportan al desarrollo económico de la Región (DAPD, Zamudio. 2001). Lineamientos generales, metodología y plan de acción para la identificación y construcción de las cadenas productivas en la ciudad Región (CRC para Bogotá y Cundinamarca, Mesa de cadenas productivas, enero de 2002)
Específicos
1. Contribuir al desarrollo de tecnologías para la producción y obtención de nuevos
ingredientes y productos alimentarios, con características funcionales y a partir de
fuentes naturales.
2. Analizar las transformaciones que tienen lugar durante los procesos de elaboración
y conservación de alimentos seguros y de calidad, con el objeto de garantizar el
bienestar alimenticio para los consumidores.
3. Realizar estudios sobre la obtención biotecnológica de alimentos funcionales,
aditivos, biomateriales y compuestos procedentes de hidrólisis enzimática y/o
procesos fermentativos de fuentes alimentarías, de interés tecnológico y biológico
para un desarrollo sostenible y ecológico.
4. Optimizar procesos de transformación y conservación para el tratamiento de
materias primas vegetales y de origen animal, teniendo en cuenta sus características
fisicoquímicas y biotecnológicas.
5. Aprovechar residuos sólidos y líquidos de la Industria alimenticia, para la
producción de biomateriales.
6. Diseñar Procesos biotecnológicos basados en la acción de microorganismos como
agentes transformadores dentro de sistemas productivos a nivel industrial,
orientados a la obtención de enzimas, vitaminas, aminoácidos, proteínas celulares, y
otros productos de uso alimenticio.
7. Consolidar los grupos de investigación y propiciar el trabajo en redes, para
favorecer el desarrollo de la línea de investigación.
8. Visibilizar el trabajo de investigación de los grupos de la línea, a partir de la
participación en eventos nacionales e internacionales y la publicación de artículos
científicos.
9. Proponer, diseñar desarrollar e implementar proyectos de adecuación,
transformación, estandarización y optimización de procesos de alimentos, productos
biológicos y subproductos de la industria alimentaria que solucionen problemas
específicos del sector agroindustrial en las diferentes regiones del país.
4. ESTADO DEL ARTE
Generalidades
Al comienzo, la principal preocupación de la ingeniería de alimentos fue obtener un
producto o servicio, en la etapa básica de producción; después, vino la tendencia a
satisfacer las necesidades del cliente y la búsqueda de un beneficio social, haciendo que
la fase productiva presentase un desempeño armónico con el ambiente que la rodea; más
tarde, se consideraron los enfoques de reingeniería, ingeniería inversa e ingeniería
concurrente, al igual que los conceptos de desarrollo sostenible, producción limpia y
cero emisiones (Castellanos, 2002). Actualmente, involucra la llamada innovación de
procesos, aspecto que cuenta con la aplicación de los principios de ingeniería de
reacción química, para generar soluciones en el desarrollo, escalado y optimización de
procesos; así como con la optimización continua y sistemática de inventarios de materia
prima, consumo de energía, desempeño de los productos, medidas de seguridad,
inexistencia o reutilización de desperdicios, flexibilidad de producto, calidad y control
de polución para mejorar la productividad de los procesos (Garzón, 2005).
En consecuencia, la ingeniería de procesos no es estática, sino que evoluciona e
interactúa con diferentes áreas del conocimiento (Castellanos et al., 2002) para estar
acorde con los cambios en el medio ambiente industrial, mismos que necesitan
adaptación y desarrollo constante (Garzón, 2005). Tiene la responsabilidad de crear
sistemas de procesamiento económicos, seguros y sin alteración perjudicial del
ambiente, capaces de transformar materias primas y energía, en productos de utilidad;
centrando su labor en el análisis (descomposición, modelación y simulación) y la
síntesis de procesos (optimización y control), según se trate de un desarrollo creado o de
uno en gestación (Conde, 2006).
En general, la ingeniería puede definirse como la aplicación de los principios
científicos, para beneficio del hombre creando medios para la satisfacción de
necesidades sociales o individuales. En términos más específicos, puede decirse que la
Ingeniería es un proceso iterativo de toma de decisiones para obtener un compromiso
óptimo entre economía, seguridad e información, para llegar al producto que satisface
una necesidad humana, lo cual inicia todo el proceso (González, 2007). De una manera
clásica, ha sido asimilada como variante fundamental del proceso intelectual porque
dinamiza el ingenio creativo y creador en virtud de la dual pertinencia del saber teórico
y del saber hacer experimental (Córdoba, 2007).
Antecedentes
Los logros obtenidos en el tiempo, para la CAFA, se pueden evidenciar en los aportes
alcanzados por los programas de Tecnología de Alimentos, Ingeniería de Alimentos y de
la Especialización en Ingeniería de Procesos en Alimentos y Biomateriales. Un resumen
de ellos se presenta a continuación.
Seguidamente se muestra como se ha venido visibilizando la CAFA, a través de su
participación en diferentes actividades académicas del área de alimentos.
Tabla 1. Relación de eventos académicos, proyectos y ponencias de la cadena de formación en alimentos
Evento Proyecto(s) o Ponencia(s) Población beneficiada Línea Temática(s)
VII Congreso Iberoamericano de
Ciencia y Tecnología de Alimentos en
la Habana. Cuba.
- Caracterización reológica de dispersiones de tres variedades de arroz precocido utilizando viscosimetría rotacional.
- Influencia del voltaje sobre las características reológicas de una bebida alcohólica (sabajón).
- Caracterización de la disolución mucilaginosa de cadillo (triumfetta molisssima HBK) empleada, para la clarificación de jugos de caña.
Federación de Arroceros (FEDEARROZ), Industria de Licores APOLO y la Asociación de Paneleros de Santander.
Ingeniería de procesos en alimentos y biomateriales
Desarrollo agroindustrial
II Congreso Internacional de
Investigación en Alimentos de la
Asociación Colombiana de Ciencia y
Tecnología de Alimentos - ACTA. Bogotá, Colombia.
Caracterización de la disolución mucilaginosa de Cadillo (”Triumfetta molissima HBK”).
Asociación de Paneleros de Santander.
Evaluación y calidad de las materias primas y productos
Congreso de Ingeniería de Alimentos
en la Universidad Santiago del Estero.
Chile.
Estudio de la transferencia de masa durante la deshidratación del mango (Tomy Hakins), por métodos combinados.
Asociación de Productores de Mango, de la Costa Atlántica
Desarrollo agroindustrial
Congreso de Ingeniería de Alimentos
de la Universidad del Magdalena.
Santa Marta. Colombia
Características reológicas de la pasta base de pescado estandarizada a partir de sable.
Sector Productivo
Evaluación y calidad de las materias primas y productos
Congreso Internacional de
Biocombustibles. Bogotá. Colombia
2007.
Obtención de biodiesel a partir de subproductos de la industria de alimentos.
Desarrollo agroindustrial
Congreso Internacional de Palma
Africana. Bogotá. 2008.
Estudio comparativo de arcillas decolorantes utilizadas industrialmente en la operación de blanqueo de aceites de palma.
Evaluación y calidad de las materias primas y productos
Organización del Simposio en
Investigación y Desarrollo Tecnológico en Alimentos. Una
mirada a la Ciencia Alimentaria.
UNAD, Bogotá, Octubre 30 de 2010.
Tecnología enzimática aplicada en la producción de biopolimeros funcionales en alimentos.
Sectores Académico y Productivo
Procesos biotecnológicos
Además de lo anterior, está también el aporte de nuestros egresados, a través de
proyectos que han solucionado problemas específicos de la industria de alimentos en:
Bavaria S.A., Carulla Vivero, Super Tiendas Olímpica, Industrias Noel S.A., Mazapán,
Nestlé S.A., Productos BIMBO, Disaromas S.A., Productos Lácteos de Nariño, Instituto
Colombiano del Petróleo, Productos Zenú, Cogra Lever, ASEGRASAS, Levapan,
Centro de Investigaciones de Agricultura Tropical (CIAT), Pollos FIESTA S.A. y
Productos Frutiño.
De igual forma, es importante resaltar como la CAFA ha venido contribuyendo al
desarrollo social, político y económico del país, a través de la formación de líderes del
sector alimentario y afines, que se encuentran afiliados a entidades académicas oficiales
y privadas, tales como: La Universidades del Valle, la Universidad del Magdalena, la
Universidad de Cartagena, la Universidad de Córdoba, la Universidad de la Amazonía,
la Universidad del Cauca, la Universidad de Antioquia, la Universidad de INCCA de
Colombia, la Universidad de la Salle de Bogotá y Medellín, la Universidad Jorge Tadeo
Lozano, la Universidad Nacional de Medellín, Palmira y Bogotá, la Universidad de
Nariño, la Universidad de La Paz, la Fundación Universitaria del Área Andina, la
Corporación Internacional para el Desarrollo Educativo – CIDE y la misma Universidad
Nacional Abierta y a Distancia - UNAD.
Finalmente, la CAFA ha adquirido es reconocida por la red internacional de
universidades, con programas de formación en la modalidad a distancia.
Investigación en la CAFA
La CAFA (con los programas de Tecnología de Alimentos e Ingeniería de Alimentos)
tiene una trayectoria de más de 25 años. La CAFA ampliada que incluye ahora la
Especialización en Procesos de Alimentos y Biomateriales, supera los 12 años.
No obstante, la investigación formativa ha sido la base preponderante de la producción
académica de la CAFA. La investigación disciplinar comienza a fortalecerse con la
conformación de grupos de investigación a partir de los años 2005, que se consolidan
solo hasta el año 2008. En las tablas siguientes un resumen que da cuenta de los grupos
de investigación, de los semilleros, los proyectos y/o propuestas de investigación
asociadas a la línea y las temáticas, etc.
Tabla 2. Grupos de investigación de la CAFA
Grupo Categorización Líder Nombre de los integrantes Zona o Sede
CRECI D
Carlos Ramón Vidal
Caribe
PROCESOS EN ALIMENTOS Y BIOMATERIALES
Jesús Alfonso Torres
Nelly Morales Pedraza y Harvey Milquez JCM
VITAL
En proceso
Golda Meyer Torres
Osvaldo Guevara Velandia y Ruth Isabel Ramírez Acero
Boyacá
BIOTICS
Fedra Lorena Ortiz Benavides
Clemencia Álava Viteri, Mery Liliana López, Carmen Eugenia Piña, Luis Argoty Hidalgo y Margarita Gómez de Illera
Centro Sur
GIAUNAD Lucas Quintana
Salomón Gómez , Jairo Arévalo, Alberto García y Liliana Rincón
Centro Oriente
GIEPRONAL
Milena Alcocer
Diego Marín, Deya A. Pérez, Juan C. Rodríguez, Natalia A. Salazar, William Toro, Angela R. Vásquez y Argemiro Vera
JCM
GICAFAT Elizabeth Hernández
Boyacá
Tabla 3. Semilleros de investigación y grupo padrino
Semillero Grupo padrino
SIA GIAUNAD
Alimentar BIOTICS
Vital VITAL
Gorung GICAFAT
Biotecal GIEPRONAL
Tabla 4. Caracterización de los grupos de investigación por perfil profesional
Perfil Cantidad
Ingenieros de alimentos 8
Ingenieros químicos ó Químicos 2
Biólogos ó relacionados con el área
Especialistas en el área de alimentos
4
2
Magísteres en el área de alimentos 4
Doctores ó estudiantes de doctorado en el área de alimentos 2
.
Tabla 5. Correlación entre los proyectos de la CAFA, la línea de investigación y sus temáticas
Grupo de investigación
Línea Temática(s) Proyecto(s) y/o Propuesta(s)
VITAL
Ingeniería de procesos en alimentos y biomateriales
- Desarrollo agroindustrial - Evaluación y calidad de las materias
primas y productos
- Evaluación de la estabilidad nutricional y química del brócoli (brassica oleracea var. legacy), obtenido en los procesos de deshidratación y liofilización convencional
CRECI
- Desarrollo agroindustrial - Procesos biotecnológicos
- Producción de jarabes edulcorantes por hidrólisis enzimática del almidón de ñame variedad dioscorea rotundata.
- Utilización de la harina de auyama y el almidón de ñame como agentes extensores en la producción de salchichas tipo Frankfurt.
- Obtención de metabolitos de interés en la industria de alimentos, a partir del crecimiento de hongos en desechos agroindustriales del departamento del cesar.
BIOTICS
- Evaluación y calidad de las materias primas y productos
- Procesos biotecnológicos - Seguridad y gestión de la calidad
alimentaria
- Bioprospección de Microorganismos productores de polímeros (PHAs) y ácidos grasos de interés industrial aislados de las ecoregiones del departamento de Nariño.
PROCESOS EN ALIMENTOS Y BIOMATERIALES
- Evaluación y calidad de las materias primas y productos
- Desarrollo agroindustrial - Procesos biotecnológicos
- Obtención de biodiesel mediante catálisis ácida derivado de óleos comestibles industriales.
- Determinación de los parámetros de proceso para la obtención biotecnológica del extracto de malta a partir del Sorgo (Sorghum Vulgare).
GIAUNAD
- Seguridad y gestión de la calidad alimentaria
- Evaluación y calidad de las materias primas y productos
- Evaluación de la calidad sensorial del cacao producido por métodos tradicionales y tecnificados en la zona de san vicente de chucuri.
GIEPRONAL
- Evaluación y calidad de las materias primas y productos
- Evaluación de la calidad de la harina de arracacha (Arracacia xanthorriza), cultivada en el Municipio de Anaime - Tolima, a partir del método de secado por conducción.
GICAFAT
- Evaluación y calidad de las materias primas y productos
Es por todo lo anterior que la CAFA, proyecta complementarse a través de la
implementación de la Maestría a corto plazo y posteriormente el Doctorado, para
continuar sirviendo al desarrollo económico del país y así estar a la par, con la
evolución y la modernización del presente siglo.
5. TEMÁTICAS
Las temáticas, que integran la línea de investigación son:
• Desarrollo agroindustrial
El sector agroindustrial en Colombia, según los estudios realizados por el Ministerio de
Agricultura, ha evolucionado rápidamente a lo largo de la última década, de una
agroindustria tradicional a una agroindustria moderna. La primera se caracteriza por
tener una alta participación de las materias primas de origen agropecuario, y por el
empleo de una tecnología relativamente simple, mientras que la segunda se incorpora
actividades ingenieriles y el uso de tecnologías de punta, para la transformación de las
materias primas con el fin de alcanzar un desarrollo industrial, lo que le confiere un
valor agregado al sector agropecuario. La investigación en esta temática será un factor
importante para el desarrollo de las comunidades y las regiones agrícolas.
Asimismo la necesidad de producción de alimentos, mínimamente procesados y
procesados, para la obtención de productos nutritivos y ecológicos, que apunten al
desarrollo tecnológico, científico, socioeconómico y cultural, requiere del desarrollo de
proyectos que generen desde el ámbito científico, innovación, adaptación y
mejoramiento de los métodos y procesos industriales de las materias primas de origen
animal y vegetal, desde su posproducción y producción, para optimizar las condiciones
de operación, con la aplicación e innovación de tecnologías, el modelamiento, y, la
simulación de equipos y procesos energéticos, y medioambientales que apunten a la
innovación de procesos y productos alimenticios competitivos en el mercado, que
contribuyan al desarrollo científico y tecnológico del país.
Está importante temática será abordada desde:
- Los procesos y las operaciones unitarias, que son de uso frecuente y se basan en la
división del proceso en una serie de etapas denominadas operaciones unitarias, las
cuales poseen tanto técnicas como fundamentos científicos comunes (McCabe,
2003). Su formalización como disciplina de la ingeniería estimuló la formación de
expertos dedicados a maximizar cada operación; la interacción del científico con los
ingenieros permitió optimizar los procesos, aumentar la capacidad de producción,
disminuir los costos y mejorar la confiabilidad de los equipos, además de la
evolución hacia más y mejores opciones tecnológicas. Sin embargo, cuando se
realiza transferencia tecnológica, el método conduce al profesional a pensar sólo en
las operaciones utilizadas en el diseño original y por tanto, un escalado a nivel
inferior, tendrá las mismas etapas del proceso transferido, pero con equipos de menor
tamaño.
- La ingeniería inversa, que puede aplicarse para rediseñar un proceso, obtener un
prototipo, u obtener un producto sobre el cual no hay acceso al diseño original, parte
de sus especificaciones, analiza el producto identificando componentes e
interrelaciones, crea en otra forma o a un nivel más alto de abstracción, tanto
representaciones del sistema de producción como procesos; además, busca reducir el
tiempo de diseño y optimizar el producto final (Inefor, 2005).
- La ingeniería total3, que implica un esfuerzo sistemático para un diseño integrado,
que involucra a la vez producto, proceso de fabricación y servicio. Este pretende
además, que quienes la desarrollen, tengan en cuenta todos los elementos del ciclo de
vida del producto, desde el diseño conceptual hasta su disponibilidad, incluyendo
calidad, costo, necesidades de los usuarios, medios y métodos de fabricación,
juntamente con técnicas de ventas y servicios para garantizar la satisfacción del
cliente. Sustituye el clásico entorno de trabajo en el desarrollo y fabricación del
producto, basado en un diagrama secuencial de actuación de los distintos
departamentos, por un trabajo simultáneo y en equipo de todos ellos a partir del
momento en cual se inicia el proceso. Es un enfoque en pleno proceso de desarrollo,
que incorpora metodologías enmarcadas en dos direcciones:
La primera es, la ingeniería con relación a la productividad, en la que el diseño de
producto tiene en cuenta el mercado al cual se dirige y los procesos de fabricación;
involucran además, costo, calidad y comercialización.
En segunda instancia, la ingeniería con relación al entorno, la cual busca mejorar
el valor y la aceptación del producto e incluye conceptos de ergonomía, seguridad,
medio ambiente y reciclaje.
Está temática, también es permeada por los criterios definidos por el sector de
alimentos, en cuanto al desarrollo y el mejoramiento de procesos, a saber:
3 Conocida también como Ingeniería concurrente, Equipos de diseño, Desarrollo integrado de producto
o Ingeniería simultánea.
- El desarrollo de nuevas tecnologías, que tienen como finalidad disminuir costos e
incrementar la calidad de los productos haciendo que éstos sean menos afectados
negativamente por los procesos. Para ello, reduce el costo de la energía y de la mano
de obra; implementa un aprovechamiento integral, convirtiendo los subproductos en
coproductos que generen menor impacto sobre el medio ambiente; mejora la
conservación de los productos utilizando básicamente procedimientos físicos; aplica
la biotecnología e implementa los sistemas de control automático de la producción y
de la calidad (Burón et al., 2004).
- La transferencia de tecnología, que está relacionada con el proceso de transmisión
de tecnología y su absorción, adaptación, difusión y reproducción por un aparato
productivo distinto al que la ha generado (De La Rosa, 1997) y frecuentemente se
entiende como el intercambio de cualquier forma de conocimiento de un agente a
otro, ya sea en paquetes tecnológicos de información, procesos, productos, equipos y
operación; en contratos de prestación de servicios o en investigaciones. Bajo ésta
perspectiva, se considera o clasifica como proceso y sus elementos, entre otros, son:
usuarios, tecnologías, comunicación, adopción y estructura u organización. En los
países más desarrollados, se aplica a la transferencia de conocimientos técnicos
desde los centros de investigación y desarrollo hacia los centros de producción;
mientras en los países en desarrollo se refiere fundamentalmente a la adquisición por
parte de los centros productivos, de tecnologías de producción provenientes de países
más avanzados tecnológicamente. En uno u otro caso, debe realizarse de manera
adecuada para que posteriormente se pueda manipular y adaptar, sin convertirse en
una caja negra. De otro lado, la transferencia de tecnología se clasifica también según
el tipo de acuerdos, en de licencia (patentes, uso de marcas, know how, derechos de
autor y franquicias), inversión extranjera (subsidiarias de propiedad completa, joint
ventures (riesgos compartidos), concesionales, producción compartida, servicios de
riesgo, privatización), consultoría, ingeniería, comerciales, coproducción industrial
(subcontratación, coproducción, especialización), pagos especiales (trueque, “buy
back”, alquiler), y cooperación técnica (Castellanos et al., 2002).
- La innovación tecnológica, que como se observa en la figura 1, muestra el modelo
lineal de la innovación 4 tecnológica e implica que contrariamente a esperar la
generación de ideas informales y espontáneas, debe implementarse un proceso
sistemático que permita recoger, fomentar y estimular su búsqueda en el medio
ambiente. Éste proceso incluye los conceptos de innovación e imitación creativa. En
el primero, observaciones sobre necesidades, amenazas y oportunidades del mercado;
requerimientos de los clientes, comentarios de los agentes de venta, investigaciones
de los científicos, desarrollos de los competidores e ideas de los empleados en
general, permiten la búsqueda sistemática y no aleatoria de nuevos productos,
servicios y procesos; estableciendo los productos y mercados a los que se les dará
prioridad y evitando el surgimiento de ideas no aplicables. En el segundo, se tiene en
cuenta la denominada imitación innovadora. En otras palabras, las ideas
verdaderamente buenas nacen de la combinación de inspiración, trabajo arduo y
método (Schnarch, 1999). Pero no basta generarlas, es necesaria la investigación, un
proceso creativo, sistemático y crítico que sobre la base del conocimiento disponible
busca resolver problemas, produciendo conocimientos nuevos (Rey, 2001). Ésta
puede ser básica o aplicada. La básica se refiere a la investigación pura o
fundamental orientada a aprender nuevos saberes; no se trata de un conocimiento
práctico y rentable, sino de aumentar el conocimiento científico en busca de un 4 Innovación es la aplicación de una invención a productos y procesos concretos; es decir, la extensión
de una invención a la escala industrial (Broderick et al., 2001).
objetivo, para que el estudioso sepa, entienda y penetre los secretos del universo;
implica publicar los resultados. De otro lado, la investigación aplicada está orientada
a dar respuesta a un problema específico, no origina un producto inmediatamente
vendible, ni elabora teorías generales (Broderick et al., 2001), pero utiliza la ciencia
para satisfacer las necesidades del hombre (Colciencias, 1999); requiere de un grupo
de técnicos capaces de utilizar los conocimientos obtenidos en la investigación pura,
para diseñar la tecnología apropiada5.
Figura 3. Modelo lineal de la innovación tecnológica (López, 1997).
Adquiere dimensión práctica si es contratada por una empresa para orientar la búsqueda
científica hacia alguna meta específica (Broderick et al., 2001), ya que da a la fábrica la
capacidad tecnológica necesaria para salir adelante, a la vez que contribuye a generar
una industria competitiva, innovadora y moderna, capaz de llegar al mercado
internacional con productos de mejor calidad y de menores costos de producción (Ulloa,
2002).
5 Los países en desarrollo requieren tecnologías basadas en los recursos humanos y en la capacidad
inventiva de su gente, los desarrollados necesitan tecnologías diseñadas en función de la maquinaria
(Broderick et al., 2001).
Ahora bien, utilizando los resultados de las investigaciones básica y aplicada, el
desarrollo experimental trata de producir nuevos materiales, procesos productivos y/o
equipos que mejoren los existentes; encontrándose ubicado entre la invención y la
innovación con el objetivo de dejar ver si la tecnología realmente funciona (Broderick et
al., 2001). Por último, se implementa el prototipo, y en su preparación, intervienen
diferentes departamentos de la compañía para manejar la ingeniería del producto y su
diseño exterior; en la parte de ingeniería se toman decisiones con respecto al tamaño,
calidad, durabilidad y materiales, entre otras; en la parte del diseño debe tenerse en
cuenta el mercado al cual va a destinarse el producto, pues es éste el que define forma,
color, envases, posibilidades de exhibición y distribución del mismo. Generalmente la
fabricación del prototipo resulta costosa y difícil debido a que se pueden presentar
problemas inesperados que hacen perder un poco de tiempo y dinero, pero es necesaria
porque confirma si un producto bueno puede convertirse en una realidad práctica, o si se
perderá la inversión efectuada cuando se decida manejar la producción a gran escala
porque el producto no resulta lo bastante atractivo para el consumidor (González et al.,
2007).
• Procesos biotecnológicos
La biotecnología se ha convertido en la herramienta para un nuevo desarrollo social,
basado en el conocimiento del funcionamiento de la vida y sus posibilidades de
manipularla y transformarla. Su impacto en la agricultura y la alimentación, la
medicina y la farmacéutica, dan muestra de la importancia que tiene esta área de
conocimiento, que se ha convertido sin lugar a dudas en la base de una nueva
revolución biológica, que ha acaparado la atención de los científicos y gobiernos
como posible estrategia, para el desarrollo económico y social. Nuestro país, tiene
un desafío de gran envergadura ante fenómenos tales como la globalización
neoliberal, el deterioro ambiental, la crisis financiera y otras amenazas que pueden
afectar seriamente sus potencialidades de desarrollo futuro. Como una estrategia
para hacer frente a esta situación es necesario aprovechar los recursos naturales,
utilizar racionalmente la biodiversidad y desarrollar proyectos productivos.
Por otra parte, en las últimas décadas la industria alimentaria ha generado una gran
expectativa a nivel mundial al producir alimentos a partir de organismos vivos o
procesos biológicos y enzimáticos, así como la utilización de materias primas
genéticamente modificados (alimentos transgénicos), a partir de técnicas de
ingeniería genética. Dada la contribución potencial de las biotecnologías para
incrementar el suministro de alimentos y superar la inseguridad alimentaria y la
vulnerabilidad; la FAO considera que hay que hacer lo posible para conseguir que
los países en desarrollo en general y los agricultores con pocos recursos, en
particular, se beneficien más de la investigación biotecnológica, manteniendo a la
vez su acceso a una diversidad de fuentes de material genético. La FAO propone
que se atienda esta necesidad mediante una mayor financiación pública a partir de
procesos investigativos.
No obstante, en Colombia, aunque en los últimos 20 años se ha dado una creciente
importancia al desarrollo biotecnológico, se puede decir que aún este tipo de
investigación es incipiente. En el documento propuesta de apoyo para una gestión
eficiente de la biotecnología (Hernández, 2008), presenta los siguientes
planteamientos ante la necesidad de hacer énfasis en la investigación y el desarrollo
tecnológico de la biotecnología en el país:
a) Una de las preocupaciones crecientes más importantes es la de la alimentación
sana y segura.
b) Los principales sectores productivos para el país son el de frutas, hortalizas,
forestales, ornamentales y algunos granos; la biotecnología juega un papel
importante en la estructura de costos y en los factores de innovación de las
cadenas productivas.
c) Debido a la tendencia en aumento de la preferencia del consumidor a usar
productos naturales en vez de sustancias químicas, se incrementa el interés por
la exploración de la biodiversidad.
d) Es el área en primera instancia considerada como importante, en el ejercicio
prospectivo que hizo el Programa Nacional de Biotecnología, en conjunto con
un grupo de expertos en el 2005.
e) En el estudio DELPHI realizado en el 2003 para definir el futuro de la
biotecnología en Colombia, los 204 expertos coincidieron que después de los
bioinsumos, las enzimas industriales serán el producto más importante que
deberá producir el país.
En acuerdo con el último punto, la biotecnología alimentaria juega también un papel
importante y es también eje de está temática, puesto que permite realizar estudios, para
la obtención biotecnológica de alimentos funcionales, la producción de aditivos y
compuestos procedentes de hidrólisis enzimática y/o procesos fermentativos, de
proteínas alimentarías de interés tecnológico y biológico.
De otro lado también se pretende desarrollar investigación, para la obtención de
biomateriales, a partir de residuos generados de la industrialización de alimentos, para
contribuir con la obtención de productos energéticos y a la vez con la conservación del
medio ambiente.
Finalmente se busca de igual forma el uso de la bioprospección para la industria
alimentaria, la cual incluye todos aquellos proyectos que busquen identificar
metabólitos secundarios novedosos a partir de fuentes naturales ya sea
microorganismos, hongos, plantas y animales de importancia económica y de alta
producción, que puedan ser utilizados en la industria de alimentos en las diferentes
etapas del proceso productivo, así como componentes biológicos primarios que puedan
consumirse como alimentos, tales como proteínas y grasas, entre otros.
• Evaluación y calidad de las materias primas y productos
A partir de esta temática se pretende contribuir con el conocimiento de los productos y
de las materias primas, de origen animal, vegetal y microbiológico, de las diferentes
regiones del país, a través de una evaluación de sus características, puesto que
dependiendo de la naturaleza fisicoquímica y microbiológica de las materias primas, se
destina su uso para un mayor aprovechamiento e inocuidad (evaluación del riesgo) del
producto terminado, y además se puede contribuir con la innovación tecnológica en la
formulación de nuevos usos, para las materias primas y por lo tanto la obtención de
nuevos productos.
Asimismo esta temática vincula a los procesos utilizados en la industrias de alimentos,
que buscan mejorar las condiciones de vida y presentar soluciones que permitan
preservar las características de los alimentos por largos períodos, utilizando
procedimientos adecuados en la aplicación de sustancias químicas en los alimentos tales
como el enfriamiento, congelación, pasteurización, secado, ahumado, conservación por
productos químicos y otros de carácter similares que se les pueden aplicar a estas
sustancias para su conservación y el correspondiente beneficio humano.
Aquí también caben todos los estudios enfocados al desarrollo de tecnologías
poscosecha, para productos como frutas, hortalizas, raíces y tubérculos, que generen
conocimiento, sobre tratamientos que permitan retardar la maduración y el tratamiento,
para obtener un mayor valor agregado, como productos frescos o mínimamente
procesados.
• Seguridad y gestión de la calidad alimentaria
Una de las principales preocupaciones en la sociedad es el aseguramiento de la
alimentación como un derecho, pero además de que estos alimentos sean nutritivos e
inocuos de tal manera que garanticen la salud del consumidor. En este caso, es
importante el desarrollo de proyectos de investigación que permitan conocer el estado
de la seguridad e inocuidad alimentaria con el fin de prevenir las ETAS (Enfermedades
transmitidas por alimentos).
Las enfermedades transmitidas por alimentos constituyen, según la Organización
Mundial de Salud (OMS), uno de los problemas de salud más extendidos en el mundo
contemporáneo y una causa importante en la reducción de la productividad económica.
Cada año, la OMS recibe informes sobre la ocurrencia de cientos de miles de casos de
ETA, en todo el mundo. Estos informes indican que las ETA más frecuentes y
numerosas son aquellas causadas por alimentos que han sufrido una contaminación
biológica. La OMS estima, sin embargo, que a pesar del número tan elevado de casos de
ETA que le son informados, esas cifras constituyen solo una pequeña fracción de lo que
ocurre en la realidad. Se calcula que en los países industrializados se informa menos del
10% de la cifra real. (Ministerio de Salud-INS.2001)
Por lo tanto los proyectos de investigación estarán encaminados a garantizar y asesorar
tanto a las empresas de alimentos como a la comunidad en general, para que los
sistemas de inspección como BPM, SSOP, HACCP, se implementen de manera
adecuada en la industria alimentaria de las regiones. Así como la educación y
comunicación a la población para otorgar un empoderamiento del tema y de su salud.
Lo anterior está fundamentado en las actuales reglamentaciones nacionales e
internacionales que han llevado a mantener un estricto control sobre toda la cadena de
transformación del producto: desde las materias primas hasta el producto final. Estas
exigencias sanitarias y fitosanitarias requieren de ingenieros de alimentos con un sólido
conocimiento en seguridad e inocuidad alimenticia, que les facilite desarrollar sistemas
de calidad como el sistema HACCP. Estas estrategias benefician en primera instancia al
consumidor, pero, obviamente, le permite a la industria alimenticia tener un valor
agregado sobre el producto final, pues los sistemas de calidad son una carta de
presentación del producto elaborado que facilita las relaciones comerciales a todo nivel
y que además permite cumplir el objetivo industrial principal que es obtener un
producto conforme a las disposiciones legales, de forma que pueda evitarse cualquier
tipo de alteración que afecte la calidad del producto final y por consiguiente la salud del
consumidor.
ANEXO
GLOSARIO
Agroindustria: La rama de industrias que se divide en dos categorías, alimentaria y no alimentaria. La parte alimentaria se encarga de la transformación de los productos de la agricultura, ganadería, riqueza forestal y pesca, en productos de elaboración para el consumo. La parte no-alimentaria es encargada de la parte de transformación de materias primas, utilizando sus recursos naturales para realizar diferentes productos. Extraído en mayo 2011 de: http://es.wikipedia.org/wiki/Agroindustria
Biomateriales: Un biomaterial es cualquier célula viva completa y/o sus componentes o derivados (por ejemplo enzimas, cloroplastos, etc.), para obtener los cambios físicos o químicos deseados donde el transporte de materia y energía es fundamental para muchos procesos biológicos y ambientales que suceden con estos biomateriales.
Los biomateriales son compuestos del carbono que forman parte de los seres vivos y desempeñan funciones biológicas de gran importancia. Incluyen a los glúcidos, lípidos y proteínas. Extraído en mayo 2011 de: http://biomaterialesnormal7.blogspot.com/2010/06/definicion-de-biomateriales.html
Biotecnología: La biotecnología consiste simplemente en la utilización de microorganismos así como de células vegetales y animales para producir materiales tales como alimentos, medicamentos y productos químicos útiles a la humanidad. Extraído en mayo 2011 de: http://www.casafe.org/biotecnologia.html
Bioproceso: Se denomina bioproceso, cualquier operación que involucre la transformación en productos de un sustrato determinado mediante los microorganismos, los cultivos de células animales o vegetales o por materiales derivados de estos como las enzimas. Extraído en mayo 2011 de: http://www.monografias.com/trabajos63/fermentadores-cultivo sumergido/fermentadores-cultivo-sumergido.shtml
Biomasa: Es toda sustancia orgánica renovable de origen tanto animal como vegetal. La energía de la biomasa proviene de la energía que almacenan los seres vivos. Extraído en mayo 2011 de: http://www.miliarium.com/monografias/energia/E_Renovables/Biomasa/Biomasa.asp
Buenas prácticas agrícolas: Las BPA son un conjunto de principios, normas y recomendaciones técnicas aplicables a la producción, procesamiento y transporte de alimentos, orientadas a asegurar la protección de la higiene, la salud humana y el medio ambiente, mediante métodos ecológicamente seguros, higiénicamente aceptables y económicamente factibles. Extraído en mayo 2011 de: http://www.rlc.fao.org/es/agricultura/bpa/
Cadena productiva: Cadena de producción al conjunto de agentes económicos que participan directamente en la producción, después en la transformación y en el traslado
hasta el mercado de realización de un mismo producto agropecuario". (Duruflé, Fabre y Yung). Extraído en mayo 2011 de: http://www.eumed.net/libros/2008c/429/Definiciones%20de%20cadena%20productiva.htm
Clúster: Son concentraciones geográficas de empresas e instituciones interrelacionadas que actúan en una determinada actividad productiva. Agrupan una amplia gama de industrias y otras entidades relacionadas que son importantes para competir. Extraído en mayo 2011 de: http://www.camaramed.org.co/quees.html
Desarrollo sostenible: La más conocida definición de Desarrollo sostenible es la de la Comisión Mundial sobre Ambiente y Desarrollo (Comisión Brundtland) que en 1987 definió Desarrollo Sostenible como: "el desarrollo que asegura las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones para enfrentarse a sus propias necesidades". Extraído en mayo 2011 de: http://www.tecnun.es/asignaturas/Ecologia/Hipertexto/14PolEcSoc/140DesSost.htm Desarrollo sostenible: El desarrollo sostenible puede ser definido como "un desarrollo que satisfaga las necesidades del presente sin poner en peligro la capacidad de las generaciones futuras para atender sus propias necesidades". Esta definición fue empleada por primera vez en 1987 en la Comisión Mundial del Medio Ambiente de la ONU, creada en 1983. Extraído en mayo 2011 de: http://www.cinu.org.mx/temas/des_sost.htm Ingeniería de procesos: Tiene que ver con hacer más eficientes los procesos o la ingeniería química. Básicamente, los ingenieros de proceso de acuerdo con la forma de hacer las cosas mejor o más coherente / rápido / barato / eficacia. Extraído en mayo 2011 de: http://translate.google.com.co/translate?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://askville.amazon.com/process-engineering/AnswerViewer.do%3FrequestId%3D15620082 Ingeniería inversa: La ingeniería inversa es el proceso de descubrir los principios tecnológicos de un dispositivo, objeto o sistema, a través de razonamiento abductivo de su estructura, función y operación. Extraído en mayo 2011 de: http://www.alegsa.com.ar/Dic/ingenieria%20inversa.php
Ingeniería concurrente: Es una filosofía orientada a integrar sistemáticamente y en forma simultánea el diseño de productos y procesos, para que sean considerados desde un principio todos los elementos del ciclo de vida de un producto, desde la concepción inicial hasta su disposición final. Extraído en mayo 2011 de: http://admusach.tripod.com/doc/ingconc.htm
Operaciones unitarias: Una operación unitaria puede definirse como un área del proceso o un equipo donde se incorporan materiales, insumos o materias primas y ocurre una función determinada, son actividades básicas que forman parte del proceso. Este concepto fue introducido en 1915 por el profesor Little, del Massachusetts Institute of. Technology (M.I.T). La definición dada entonces, fue la siguiente: "... todo proceso químico conducido en cualquier escala puede descomponerse en una serie ordenada de lo que pudieran llamarse OPERACIONES UNITARIAS, como pulverización, secado,
cristalización, filtración, evaporación, destilación, entre otras. Extraído en mayo 2011 de: http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r31477.PDF
Producción limpia: Es una estrategia de gestión empresarial preventiva aplicada a productos, procesos y organización del trabajo, cuyo objetivo es minimizar emisiones tóxicas y de residuos, reduciendo así los riesgos para la salud humana y ambiental, y elevando simultáneamente la competitividad. Extraído en mayo 2011 de:
http://www.wikilearning.com/monografia/produccion_limpia-produccion_limpia/12311-4
Proceso iterativo: Se dice que un proceso es iterativo cuando sus pasos se repiten una y otra vez, como en un ciclo. Al dar por concluido el último paso, se procede con el proceso entero desde el comienzo. Extraído en mayo 2011 de: http://synergix.wordpress.com/2007/09/23/definimos-iterativo-incremental-como/ Reingeniería: Es un método mediante el cual se rediseña fundamentalmente los procesos principales del negocio, de principio a fin, empleando toda la tecnología y recursos organizacionales disponibles, orientados por las necesidades y especificaciones del cliente, para alcanzar mejoras espectaculares en medidas criticas y contemporáneas de rendimiento, tales como costos, calidad, servicio y rapidez. Extraído en mayo 2011 de: http://orbita.starmedia.com/~unamosapuntes/admoncalidad/usuarios/reingenieria.htm
Seguridad alimentaria: La seguridad alimentaria se define como el acceso de todas las personas y en todo momento a alimentos nutricionalmente adecuados e inocuos en cantidad suficiente (calidad, cantidad y variedad) para llevar una vida activa y sana. Extraído en mayo 2011 de: http://www.feedingminds.org/level3/lesson2/obj2_es.htm
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