Grupo ASPA de Food UPV: seis ingenieros agrónomos en la élite de la I+D para la industria alimentaria

A la consulta del cirujano Pedro Cavadas llegan los casos que todos han dado por perdidos. En la industria alimentaria existe un lugar parecido. Cuando una empresa ha dado mil vueltas a un problema de su línea de producción, cuando su departamento de I+D ha agotado los intentos y ni siquiera el fabricante de la maquinaria encuentra la salida, el caso puede terminar sobre la mesa del Grupo de Análisis y Simulación de Procesos Agroalimentarios (ASPA), del Instituto Universitario de Ingeniería de Alimentos FoodUPV. Lo forman (de izquierda a derecha en la foto que abre este reportaje, de izquierda a derecha: José Bon, Juan Cárcel, José V García Pérez, Neus Sanjuan, José Benedito y Gabriela Clemente). Es la élite de la innovación en procesos alimentarios, con una particularidad que la hace especialmente nuestra: sus seis investigadores seniors son ingenieros agrónomos y estudiaron en la UPV. Ellos dirigen un equipo de doctorandos, posdoctorales e investigadores de distintas nacionalidades que vienen a Valencia a aprender a dominar tecnologías de vanguardia. Uno de esos seis, el colegiado del COIAL José Vicente García Pérez, nos abre la puerta de su quirófano.

Expertos en casi nada, imprescindibles en casi todo

En el Grupo ASPA nadie presume de dominar un alimento concreto. Ni los cítricos, ni los cereales, ni las proteínas. Esa renuncia, que en el mundo académico podría parecer una debilidad, es su gran ventaja. “Yo siempre digo que no soy experto en ningún proceso ni en ningún producto”, advierte José Vicente García. “En investigación hay compañeros muy especialistas en un proceso o un producto muy concretos. Nosotros no. Nuestras herramientas son más globales, más generales. Se pueden aplicar a diferentes tipos de procesos”. Y remata con una ironía que esconde toda una estrategia: “No soy experto casi en nada, lo cual al final también te da un nicho”.

Ese nicho es la ingeniería de procesos agroalimentarios en su sentido más amplio, y el grupo lo trabaja desde dos frentes. El primero persigue la mejora integral de los procesos industriales, “considerando el impacto ambiental, el incremento de la productividad, la mejora de la calidad del producto y la sostenibilidad en general de toda la línea de proceso”. Para lograrlo realizan un análisis integral del proceso con técnicas de modelización matemática, simulación y análisis masivo de datos, y lo refuerzan con un arsenal de tecnologías emergentes que, subraya, no llegan para jubilar a nadie: “Siempre suelen ser son un complemento a las técnicas tradicionales. En muchos casos no buscan desbancarlas, sino simplemente apoyarlas y así, contribuir a resolver un problema”.

Los problemas con los que suelen venir las empresas los han intentado resolver de muchas maneras y no lo han conseguido

El segundo frente mira hacia la digitalización, esa industria 4.0 que tanto se invoca, y en particular hacia uno de sus eslabones menos visibles y más decisivos: los sensores. “Lo deseable y lo que busca la industria 4.0 es poder medir el 100 % de la producción, y a tiempo real”, resume. Las propiedades externas del alimento, como el color o la forma de una galleta, está razonablemente resuelto con visión artificial. El gran desafío está en la medida de las propiedades internas: la composición y la textura, que deciden si una patata frita es crujiente y su contenido de aceite es bajo: aquí existen menos soluciones.

El tercer escalón del podio

Quien dice no ser experto en casi nada exhibe, sin embargo, un currículo que habla por sí solo. José Vicente García Pérez terminó Ingeniería Agronómica en 2002 con la nota más alta de su promoción y con un reconocimiento al alcance de muy pocos: el Premio Nacional Fin de Carrera que concede el Ministerio de Educación a los titulados de cada promoción. Aquel año se otorgaron tres en toda España, y él subió al tercer escalón del podio. Tras unos meses en el centro tecnológico AINIA, a comienzos de 2003 inició el doctorado en la UPV con una beca de Formación de Profesorado Universitario, a los pocos meses pasó al programa Cantera, que la UPV reservaba a recién titulados con expedientes brillantes, y en 2004 ya era profesor ayudante.

En 2007 defendió su tesis doctoral, sobre la aplicación de ultrasonidos de potencia al secado de alimentos. Pasó un año en la Universidad de California – Davis, obtuvo la plaza de profesor titular en 2009 y en 2018 alcanzó la cátedra. Dieciséis años separan el día en que salió de la escuela con su título de ingeniero agrónomo del día en que se convirtió en catedrático.

Él lo atribuye, en buena medida, a la formación que recibió. “Yo considero que el conocimiento que adquirí cuando estudié Ingeniería Agronómica es un conocimiento muy amplio e interdisciplinar, con herramientas de ingeniería que son aplicables con ligeras modificaciones a campos de conocimiento muy diferentes”, reflexiona. Y lo resume así: “Conocimiento de ingeniería aplicado a sistemas biológicos, con unos fundamentos muy sólidos”. Ingeniería de biosistemas en estado puro.

Cuando el proveedor ya no tiene respuesta

Las empresas suelen conocer nuestra actividad a raíz de las noticias que la universidad difunde, al coincidir en reuniones o leer nuestros trabajos científicos. “De esta forma, entramos en contacto con las empresas, intercambiamos inquietudes y problemas y van surgiendo los diferentes proyectos de colaboración”, explica. A veces piden optimizar o analizar un proceso. Pero lo habitual es otra cosa: “algo que sus proveedores de maquinaria no son capaces de resolver”.

Tenemos un buen conocimiento de la tecnología, y eso nos permite desarrollar aplicaciones muy novedosas y de utilidad

Conviene aclarar qué no hacen. El Grupo ASPA no diseña líneas completas ni dibuja planos de planta. “No entramos en competencia con mis colegas que hacen ese tipo de ingeniería de la industria alimentaria”, precisa José Vicente García. “Hacemos otro tipo de análisis, un análisis más global del proceso, de cómo se puede mejorar, y luego, de etapas concretas. Si hay un problema en la etapa de pasteurización, primero identificar de dónde viene ese problema y luego cómo intentar resolverlo”. En la práctica, funcionan como un departamento de I+D “con conocimiento muy amplio de los procesos industriales” al que recurren tanto las industrias alimentarias como los fabricantes de sus equipos, y siempre trabajando codo con codo con sus técnicos “para diseñar componentes o equipos nuevos o introducir modificaciones en los actuales”.

El grupo ocupa así una posición estratégica en el ecosistema. “Podemos distinguir dos tipos de empresas: fabricantes de equipos y usuarios, que son las empresas alimentarias. Y nosotros estamos ahí en medio”. Con un fabricante valenciano de equipos para la industria del snack, con sede en Alzira, han desarrollado equipos de pulsos eléctricos de alta intensidad y de ultrasonidos de potencia para mejorar el proceso de fabricación de patata frita y, en estos momentos, un equipo de fritura a vacío. Con otra firma valenciana, situada en Paterna, especializada en baños de ultrasonidos para limpieza de motores o piezas de joyería, han trasladado esa tecnología al terreno de los alimentos.

Una prueba antes de cualquier promesa

Lo que llega a ese despacho de la UPV no son encargos rutinarios. “Los problemas con los que suelen venir las empresas los han intentado resolver antes de muchas maneras y no lo han conseguido”, cuenta García Perez. Ante un caso así, el grupo aplica un principio de prudencia que dice mucho de su rigor: “Siempre les solemos decir: mira, vamos a hacer solamente una pequeña prueba de viabilidad. A veces, tú puedes pensar que puedes solucionar el problema inicialmente, pero luego a lo mejor no eres capaz de hacer nada”.

En investigación hay gente muy especialista en un proceso o un producto muy concretos. Nosotros no. Nuestras herramientas son más globales, más generales

Si esas pruebas iniciales son satisfactorias, el grupo plantea un proyecto de investigación estructurado en fases. La empresa decide entonces si lo financia con fondos propios o acude a los programas de apoyo a la innovación, que los hay y muchos, para “una I+D de excelencia”. Se firma el contrato y el grupo asume la relación de principio a fin, “desde el contacto inicial, desde el día a día en la investigación, desde el apoyo a la realización de los informes finales”. Y cuando la empresa quiere algo más que conocimiento experimental, el grupo tiende el puente hacia los fabricantes de equipos “para que al final tengan un prototipo que puedan utilizar”.

Una caja de herramientas de última generación

El grupo no fabrica sus equipos de ultrasonidos o campos eléctricos: los adquiere a fabricantes especializados, y posteriormente, diseña, integra los componentes e implementa diferentes aplicaciones a nivel de laboratorio. La diferencia está en conocer cada tecnología a fondo para saber cuándo sacarla del maletín. “Tenemos un buen conocimiento de las diferentes tecnologías, y eso nos permite desarrollar aplicaciones muy novedosas y de utilidad”, afirma.

La primera herramienta de ese maletín son los ultrasonidos de potencia, con los que José Vicente García Perez ha trabajado “en aplicaciones medio gaseoso, en medio líquido y en medio supercrítico”. Se aplican al secado, que fue el objeto de su tesis, o al lavado de la patata, entre muchos otros procesos. La segunda familia son las tecnologías eléctricas: los pulsos eléctricos de alta intensidad y los campos eléctricos de intensidad moderada. Su versatilidad lo explica todo. Los pulsos eléctricos “se utilizan actualmente en la industria como pretratamiento en el proceso de fritura de patata”, para reducir la acrilamida y facilitar el pelado. “Pero esa misma tecnología se puede utilizar en una fábrica de zumos para mejorar el rendimiento de extracción del zumo”, o en una bodega para extraer mejor el mosto y el color del hollejo en vinos tintos, o para pasteurizar zumos sin calor. “La misma tecnología tiene muchas aplicaciones diferentes”.

Buscamos una investigación siempre aplicada, para resolver problemas actuales y problemas reales de la industria. Nuestro leitmotiv sería siempre una investigación que aporte a la sociedad

Con ese arsenal, el grupo ha abordado la extracción de compuestos bioactivos de la piel de naranja, la recuperación de proteínas a partir de subproductos, como el hígado de cerdo, y leguminosas, fermentaciones y bioproducción de compuestos de interés o la esterilización y pasteurización no térmica de alimentos. Uno de sus proyectos en marcha aplica estimulación eléctrica y ultrasónica a la fermentación de leguminosas para modificar la proteína y mejorar su bioaccesibilidad y su uso como ingrediente.

La tercera gran herramienta son los sensores de ultrasonidos, el mismo principio de la ecografía médica llevado a un escenario muy distinto. “Un doctor puede estar varios minutos con un paciente para realizar un diagnóstico. Pero en una línea de proceso de galletas pueden pasar miles de galletas por minuto. Entonces, la medida tiene que ser muy rápida”. Así, aplican diferentes técnicas ultrasónicas que permiten realizar medidas sin contacto, a través del aire, u obtener imágenes ultrasónicas del interior del alimento. Entre otros proyectos, actualmente trabajan en la detección de miopatías en la pechuga de pollo que supone un defecto de calidad en su canal, y también en la obtención de tomografías ultrasónicas en 3D del interior de tomates, caquis y patatas para medir su firmeza de forma no destructiva.

Seis agrónomos y un laboratorio sin fronteras

Detrás de todo ello hay un equipo con un sello inconfundible. “Los seis investigadores responsables somos todos ingenieros agrónomos”, señala José Vicente García, que es además el más joven de los seis. Los seis son de Valencia. A su alrededor trabajan doctorandos, investigadores posdoctorales y científicos, muchos de ellos extranjeros, que realizan estancias en el grupo. “Actualmente tenemos investigadores de Brasil, Argentina, Colombia, Mexico, Perú, etc… Generalmente tenemos mucha gente de Latinoamérica por el idioma, pero hemos tenido investigadores invitados de USA, Canadá, Noruega, etc,,,”, explica. Investigadores que buscan aprender las tecnologías que este equipo domina y es referente a nivel mundial.

Considero que el conocimiento que adquirí cuando estudié Ingeniería Agronómica es muy amplio y sólido, con herramientas de ingeniería que son aplicables con ligeras modificaciones a campos de conocimiento muy diferentes

Y todos comparten una misma brújula. “Buscamos una investigación siempre aplicada, para resolver problemas actuales y problemas reales de la industria”, insiste. Aunque no haya una empresa detrás, el horizonte no cambia, en su investigación más básica: “Nuestro leitmotiv sería siempre una investigación que contribuya a la sociedad, que aporte a la sociedad”.

Pedro Cavadas opera con bisturí; los seis ingenieros agrónomos del Grupo ASPA, con ultrasonidos, pulsos eléctricos y modelos matemáticos. Pero el oficio es el mismo: entender un sistema vivo hasta el fondo para intervenir justo donde hace falta.

Esa es la esencia de la ingeniería de biosistemas, la capacidad de llevar las herramientas de la ingeniería a la materia biológica, sea un campo de cultivo, una fermentación o una línea que produce miles de galletas por minuto. Cuando la industria alimentaria se queda sin respuestas, la versatilidad del ingeniero agrónomo sigue encontrando caminos.