No caminho do local de produção ao prato do consumidor, cerca de um tera§o de todos os alimentos do mundo estragam. Um dos motivos são as condições de armazenamento des favoráveis ​​ao longo das cadeias de produção e fornecimento, incluindo armazenamento abaixo do ideal em casa. Pesquisadores do laboratório de Membranas e Taªxteis Biomimanãticos da Empa, em St. Gallen, trabalham hálgum tempo em soluções digitais que possam reduzir esse desperda­cio de alimentos. Agora, juntamente com pesquisadores da Universidade de Berna e da Universidade Stellenbosch da áfrica do Sul, a equipe desenvolveu gaªmeos digitais de frutas ca­tricas e publicou os resultados na revista Nature Food .

Os 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustenta¡vel da Agenda 2030 das Nações Unidas incluem segurança alimentar e agricultura sustenta¡vel. A Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO) também vaª soluções e inovações digitais sustenta¡veis ​​como um meio de atingir esses objetivos. A equipe liderada por Chandrima Shrivastava e Thijs Defraeye agora estãocontando com informações digitais para os doppelgangers virtuais de frutas ca­tricas, que eles conseguiram determinar por "upcycling", ou seja, atualizando dados que quase não eram usados. “Todo contaªiner do mundo agora estãoequipado com um ou mais sensores de temperatura ”, explica Defraeye, da Empa. Atéagora, no entanto, as diversas informações ocultas nesses dados de medição ainda não foram exploradas.

Ao avaliar matematicamente os processos fa­sicos , a equipe conseguiu usar os conjuntos de dados para rastrear propriedades cruciais da fruta ao longo do tempo, revelando e atéprevendo perdas de qualidade e problemas de marketing. Para fazer isso, os pesquisadores acompanharam o desenvolvimento da temperatura em 47 contaªineres de frutas ca­tricas ao longo de toda a rota de transporte e usaram simulações de computador para determinar a probabilidade de danos correspondentes, como deterioração, perda de umidade, danos causados ​​pelo frio, mofo oumudanças desejáveis, como mortalidade. de larvas de mosca-das-frutas, nos gaªmeos digitais.

O resultado foi uma ampla gama de condições de transporte e perdas de qualidade correspondentes. "Em nosso estudo, metade de todas as remessas estavam fora das condições ideais para o transporte", diz Defraeye. As consequaªncias: deterioração, danos causados ​​pelo frio, mercadorias estragadas. No final de sua jornada de 30 dias, algumas das frutas ca­tricas restantes tinham uma vida útil de apenas alguns dias.

A solução para o problema, poranãm, não ésimplesmente refrigerar os alimentos. Em vez disso, énecessa¡rio um ajuste preciso das condições de transporte na forma de um compromisso. Se, por exemplo, o lima£o viajar muito frio, pragas como moscas da fruta ou outras deficiências de qualidade são mantidas afastadas. Por outro lado, a fruta édanificada pelo frio, o que pode torna¡-la invenda¡vel.

Usando gaªmeos digitais, a equipe agora conseguiu determinar as condições ideais nas quais riscos relevantes, como infestação de moscas, defeitos visuais e danos causados ​​pelo frio, são comparados. Mais desenvolvimentos ainda são necessa¡rios antes que a tecnologia possa ser aplicada, mas o objetivo éclaro: ao longo de suas cadeias de produção e fornecimento, as empresas devem ser capazes de integrar as frutas virtuais em seus processos para otimizar as condições de armazenamento na realidade e reduzir as perdas de alimentos.

Os pesquisadores do Empa também estãotrabalhando em gaªmeos biofa­sicos de frutas e vegetais para reduzir o desperda­cio de alimentos . Aqui, as propriedades das culturas são perfeitamente simuladas por modelos de polímeros. Além disso, os gaªmeos biofa­sicos são equipados com sensores que medem a temperatura e o teor de umidade existentes na pele e na carne do alimento real. Desta forma, o "espia£o" entre os produtos relata dados precisos para otimizar as condições durante o armazenamento e transporte - ao contra¡rio dos manãtodos de medição convencionais.

Mais recentemente, os pesquisadores expandiram a gama de frutas sensores existentes, maçã e manga, para incluir batatas e abacates em vários tamanhos, além de melhorar os materiais e o processo de fabricação.