Il progetto Civiltronics misura le aree ad alto rischio di danni causati da urti e vibrazioni

Un avocado intelligente registra il viaggio accidentato del frutto dopo la raccolta

In alcuni impianti di confezionamento, gli avocado cadono fino a 300 mm mentre vengono rovesciati dai bins nel bagno di acqua, all'inizio della linea di confezionamento: un progetto di ricerca universitario ha scoperto che questo passaggio riduce potenzialmente la qualità del frutto e la sua durata di conservazione.

Il prof. Wynand Steyn, capo del dipartimento di ingegneria civile dell'Università di Pretoria, e il dottorando André Broekman hanno progettato un duplicato digitale di avocado, definendolo uno smAvo. Si tratta di stampato in 3D da materiale termoplastico, che assomiglia molto alla consistenza e alla resistenza di un vero avocado. L'hanno riempito con una serie di sensori e strumenti per tracciarne il percorso accidentato, dal frutteto al cartone.

Il team di ricerca ha sviluppato una serie di prototipi smAvo, diversi per modalità di carico e impermeabilità (foto fornite da André Broekman)

Per quanto a loro conoscenza, questa è la prima volta che viene individuato, misurato e valutato il rischio dei danni arrecati ai frutti durante i vari passaggi, fino al confezionamento. Durante tale processo, vengono raccolti milioni di punti dati per creare un indice di danno in un tipico impianto di confezionamento degli avocado, ma il modello è applicabile a qualsiasi frutto o ortaggio soggetto a danni.

Gli studiosi hanno monitorato il movimento degli avocado sul retro di un rimorchio proveniente dal frutteto, mostrando chiaramente il livello di vibrazione dei frutti posizionati negli strati superiori, a rischio caduta libera.

Gli SmAvos (di colore giallo) mentre cominciano il loro viaggio dal frutteto all’impianto di confezionamento

Quattro avocado digitali, chiamati come già detto smAvos, sono stati inseriti nelle linee di confezionamento di dozzine di impianti d’imballaggio di avocado a Limpopo, Mpumalanga e KwaZulu-Natal per testare l'impatto delle forze di accelerazione e delle vibrazioni sul frutto.

Lungo la linea di confezionamento, il passaggio in acqua presenta un alto potenziale di danno, perché il frutto accelera quando cade in acqua e oscilla.

"In questa fase della ricerca, nessuno ha quantificato esattamente dove, sulla linea di confezionamento, gli avocado subiscano i danni", dice André Broekman.

"Per il momento ci stiamo concentrando sugli impianti di confezionamento, ma in futuro potremmo seguire il percorso del frutto fino a Rotterdam, per esempio. Che effetto potrebbe avere, infatti, una tempesta in mare, sui frutti? Gli avocado si spostano durante il viaggio? Quando il destinatario rileva problemi di qualità, sarà possibile ripercorrere il viaggio a ritroso e identificare esattamente dove e come si è verificato il danno".

"La pressione che i frutti esercitano gli uni sugli altri all'interno di un container è un altro esempio di un fattore di qualità post-raccolta che trarrebbe vantaggio dall'essere studiato", osserva Broekman .

Pomodori: vibrazioni ridotte significa 3 giorni in più di durata di conservazione
In collaborazione con il principale produttore di pomodori ZZ2, i ricercatori hanno creato allo stesso modo un pomodoro digitale (smaTo) per sviluppare un indice circa i potenziali danni da impianto di confezionamento e da trasporto su strada, a seconda di come i pomodori vengono imballati all'interno dei bins o cartoni, ma anche potenzialmente da fattori come la pressione nei pneumatici del camion.

Gli smaTo (in blu) si muovono durante il processo di post-raccolta, registrando le forze che agiscono su di loro

Sono stati in grado di tracciare con precisione quali strati di pomodori subiscano la maggior parte delle vibrazioni durante il trasporto su strada, fornendo utili indicazioni su come imballare i pomodori perché soffrano la minor quantità possibile di vibrazioni.

"Più un frutto si agita, peggiore sarà il risultato", dice Broekman. "Puoi aggiungere altri tre giorni di shelf life a un pomodoro, se viene manipolato con cura e imballato in modo ottimale per resistere senza danno al trasporto".

"E' un po' come aprire il vaso di Pandora: l'applicazione di questo modello diagnostico, specialmente su piccoli frutti, fragole, drupacee, è illimitata. In termini di manipolazione post-raccolta, è un frutto più accessibile per migliorare i margini e ridurre lo spreco di cibo".

"Questa è la vera ingegneria", continua Broekman. "Civiltronics, una combinazione tra ingegneria dei trasporti, elettronica e programmazione: un settore incredibilmente entusiasmante su cui stiamo scrivendo un libro".

Hendus Janse van Rensburg e Frannes Joubert di ZZ2 con i frutti digitali utilizzati in un trial nell’impianto di confezionamento

Per maggiori informazioni:
Prof. Wynand Steyn
HoD Civil Engineering, University of Pretoria
Email: wynand.steyn@up.ac.za

André Broekman,
PhD Candidate (Civil Engineering)
Email: andre@broekmail.com


Data di pubblicazione:
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