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(noticias nanowerk) Investigadores de la Universidad Case Western Reserve están liderando el desarrollo de un «sistema de envasado inteligente» para monitorear las fluctuaciones de temperatura, los cambios de humedad y los patógenos en los alimentos perecederos durante el tránsito.
Su enfoque de eficiencia energética ofrece potencialmente una cadena de suministro más rentable para los minoristas, ahorros para los fabricantes de alimentos y alimentos de mayor calidad para los consumidores.
«Si esto funciona bien, todos se beneficiarán», afirmó Chanyong (Chase) Cao, profesor asistente de ingeniería mecánica, aeroespacial y eléctrica, informática y de sistemas en Case Western Reserve, quien dirige el equipo de investigación. “Aproximadamente un tercio de todos los alimentos producidos para el consumo humano se pierde o desperdicia: alrededor de 1.300 millones de toneladas de alimentos cada año. Nuestra solución podría reducir significativamente el deterioro, reducir los costos y garantizar la seguridad alimentaria”.
La investigación del equipo fue publicada recientemente en línea en la revista nanoenergía(“Hacia un sistema de embalaje inteligente integrado y autosuficiente: nanogeneradores triboeléctricos basados en desecantes”).
![Sistema de embalaje inteligente integrado con fuente de alimentación propia.](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/id63528_1.jpg)
Monitoreo con fuente de alimentación propia
Una característica clave de su sistema es un pequeño dispositivo de monitoreo autoalimentado que consta de sensores flexibles y un recolector de energía que utiliza desecantes (pequeños paquetes de bolitas de gel de sílice en paquetes para absorber la humedad) para recolectar y almacenar energía ambiental. Con este sistema, la energía se genera a partir de las vibraciones del propio camión de reparto de comida.
Esta energía impulsa un sistema de monitoreo en tiempo real que proporciona a los productores de alimentos y al personal de transporte datos digitales sobre la temperatura, la humedad y los niveles de deterioro de los alimentos envasados.
Para lograrlo, Cao y su equipo desarrollaron el llamado nanogenerador triboeléctrico basado en desecante (D-TENG) para extender el tiempo de funcionamiento del sistema de sensores.
Los nanogeneradores triboeléctricos son cualquier dispositivo de recolección de energía que convierte la energía mecánica (a menudo entre dos objetos que se deslizan entre sí) en electricidad.
El equipo diseñó un marco alveolar de cartón para almacenar los desecantes, que ahora también se utilizan para generar electricidad a medida que rebotan en el panal.
Cao dijo que si bien algunas empresas de transporte modernas ya están utilizando sensores para registrar la temperatura, la humedad y el dióxido de carbono, las baterías tradicionales necesarias para hacer funcionar estos sistemas son caras y pesadas, y pueden contribuir a la contaminación.
Y muchos de estos sistemas no proporcionan datos en tiempo real para detectar el deterioro de los alimentos, afirmó Cao. Los pequeños sistemas portátiles existentes sólo pueden detectar las condiciones ambientales durante un período de tiempo muy limitado.
Posible alcance, próximos pasos
El enfoque del equipo es consistente con las soluciones propuestas por el Banco Mundial para el desperdicio de alimentos, que incluyen mejores tecnologías para almacenar y preservar productos perecederos en la cadena de suministro.
Si bien Cao y su equipo no abordaron cómo refrigerar mejor los alimentos perecederos durante el tránsito en este proyecto, primero abordarían la tarea de determinar cuándo y qué podría salir mal.
Actualmente, el equipo está ensamblando un prototipo funcional. Cao dijo que espera aumentar la producción y la comercialización en los próximos cinco años.
Cao y su equipo se centran en detectar y prevenir el deterioro de los alimentos, pero cree que la tecnología también podría ofrecer beneficios para el envío de vacunas. El sistema podría proporcionar a empresas y agencias gubernamentales información precisa y en tiempo real sobre la temperatura de estos envíos críticos.
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