Superación del “efecto de producto” en la detección de metales

En el mercado de la producción de alimentos, existe la idea equivocada de que el efecto de producto, es decir, el fenómeno en el que los detectores de metales se activan por error por las características del propio producto, está causado simplemente por productos “húmedos” o con un elevado contenido de humedad o sal, mientras que los productos “secos”, como es el caso de las bolsas de harina, no provocarán una activación errónea. Es cierto que, por definición, los productos húmedos tienen una mayor probabilidad de ocasionar este efecto de producto, lo que provoca que se reduzca la eficacia de la detección de metales, pero como veremos más adelante, también pueden intervenir otros factores. En la planta de producción, esto significa que habrá productos que el detector de metales podría identificar como contaminados y que, por lo tanto, se rechazarían innecesariamente, lo que supone un desperdicio de productos válidos.

El efecto de producto tiene lugar cuando se altera el campo magnético de un detector de metales durante la inspección de un producto. El campo magnético puede verse alterado no solo por partículas metálicas (es decir, una contaminación metálica real), sino también por otros aspectos magnéticos o eléctricamente conductores del producto y el entorno. Las bobinas receptoras del sistema detectan la interferencia en el campo magnético del detector que, a continuación, se evalúa mediante el detector de metales. Si la señal enviada por esta interferencia magnética es suficiente, el detector considerará que ha encontrado un contaminante y el producto se rechazará.

Claramente, esto deteriora el rendimiento del detector de metales. Su trabajo consiste en detectar contaminación metálica, pero existen otros factores aparte de los contaminantes que perturban su funcionamiento y le cuestan beneficios al fabricante debido a que se desechan productos válidos y no contaminados.

Los fabricantes de alimentos deben comprender mejor las causas del fenómeno del efecto de producto, así como entender cómo se puede prevenir este. Veamos en primer lugar las diversas causas del efecto de producto, que se pueden dividir en dos categorías independientes:

1.    Características del producto

Tanto el contenido de humedad o sal (es decir, productos “húmedos”) como la temperatura, el tamaño y la forma, la consistencia y la densidad del producto pueden contribuir al efecto de producto.

1. El contenido de humedad o sal: aunque ni la humedad ni el contenido de sal causan una alteración de los campos magnéticos tan intensa como la que provocan la mayoría de los metales, por lo general basta para que se genere algún tipo de interferencia, lo que desestabiliza el rendimiento del detector de metales. Sin lugar a dudas, esta es una de las principales causas del efecto de producto, y la mayoría de los fabricantes son conscientes de ello. Sin embargo, el asunto se complica aún más por el hecho de que los niveles de humedad o sal no suelen ser uniformes de un paquete a otro. Si ponemos por ejemplo la carne de vacuno, el contenido de humedad y sal puede variar considerablemente de un animal a otro y de un corte a otro. Los productos marinados también pueden afectar al rendimiento del detector de metales de forma irregular. 
2. La temperatura del producto: la temperatura no solo afecta a la interferencia que un producto puede generar en un detector de metales, sino que el propio efecto de producto también cambia continuamente a medida que cambia la temperatura. Por ejemplo, un producto ultracongelado (que suele estar por debajo de los –18 °C) tiene una conductividad casi nula, pero a medida que comienza a descongelarse y se forma condensación, su conductividad cambia. Por lo tanto, la señal generada por un producto enfriado se altera mucho más que la que se genera cuando está congelado, y el efecto de producto cuando pasa a través de un detector de metales es considerablemente distinto. 
3. El tamaño y la forma del producto: los productos que presentan una forma y un tamaño uniformes emiten una señal de producto uniforme (dejando de lado el resto de los factores aquí expuestos). Muchos productos envasados presentan una buena uniformidad, pero no siempre es así. Por ejemplo, una cinta transportadora llena de pollos frescos enteros no presentará esta uniformidad. Habrá variaciones en el tamaño, la forma y el peso y, por lo general, los pollos más grandes emitirán una señal de producto más intensa que los más pequeños. Por lo tanto, el efecto de producto es incoherente e impredecible. 
4. La consistencia y densidad del producto: la comida preparada es un excelente ejemplo de este factor. Este tipo de productos suelen estar compuestos de diversas sustancias alimenticias, cada una con propiedades de densidad y consistencia distintas. Las proporciones de cada elemento también pueden variar de un paquete a otro. Todo esto supone un reto enorme en la inspección de productos, ya que estas variaciones provocan señales de producto irregulares durante la detección de metales. Incluso un mismo ingrediente puede presentar variaciones de consistencia y densidad. Un ejemplo es el contenido de hueso en la carne: probablemente, la cantidad de hueso no será homogénea a lo largo de un lote de productos, o incluso de un paquete a otro. El resultado son posibles complicaciones en la detección de metales, causadas por el efecto de producto. 

2.     Factores externos  

1. La posición y la orientación al pasar por el detector: la irregularidad en la posición y la orientación de los productos en la cinta transportadora del detector de metales influye en el efecto de producto. Por ejemplo, se emite una señal distinta al detector de metales si un producto rectangular pasa a través de él con el lado corto por delante que si lo hace con el lado largo. Saber cómo funciona la detección de metales también arroja luz sobre la importancia de la posición del producto. Los productos que pasan por el centro de la abertura de un detector de metales atraviesan la parte más débil del campo magnético y, por lo tanto, todo efecto de producto con respecto al campo magnético será mayor. El campo magnético es más intenso en los laterales, por lo que la repercusión del efecto de producto aquí también es distinta. 
2. Material de envasado: los envases fabricados con una lámina metalizada (normalmente, una fina capa de aluminio sobre un material plástico) pueden presentar una elevada conductividad, por lo que el efecto de producto también puede ser considerable. Asimismo, la misma especificación de lámina metalizada de cada proveedor generará un resultado de efecto de producto distinto. Por supuesto, una posible solución consiste en inspeccionar los productos en busca de contaminación metálica antes de envasarlos. No obstante, los productos envasados en láminas metalizadas se pueden seguir inspeccionando de forma eficaz mediante un sistema avanzado de detección de metales con una tecnología multisimultánea. 

Cómo superar el efecto de producto con tecnología de detección de metales

Entonces, ¿cuál es la solución al efecto de producto? Es fundamental que los fabricantes de alimentos cuenten con la mejor tecnología de detección de metales y que comprendan cuál es la forma más indicada de rentabilizar la inversión que han realizado. Este enfoque conlleva la ventaja adicional de que también permite mejorar la eficiencia.

Por ejemplo, saber de verdad cómo funciona la tecnología de detección de metales, la contaminación por metales y la aplicación en cuestión le permite optimizar la frecuencia de rendimiento de la detección de metales y, de este modo, reducir la probabilidad de interferencia del efecto de producto, al tiempo que le ofrece la mejor oportunidad de detectar contaminantes reales.  Los detectores pueden funcionar normalmente a entre 25 kHz y 1 MHz. Cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será la capacidad por parte del detector de detectar contaminación metálica de tamaño reducido, pero este aumento de la sensibilidad también lo hace más vulnerable a las alteraciones causadas por el efecto de producto. Usar frecuencias más bajas entraña un peligro completamente opuesto: un menor riesgo de que el efecto de producto sea un problema, pero también una menor capacidad de detectar la contaminación metálica de pequeño tamaño. Los fabricantes de alimentos deberían interesarse por aprender a configurar la inspección de productos para hallar el equilibrio adecuado con sus productos. De este modo, aumentará la seguridad de los alimentos y se reducirá el desperdicio de productos por culpa de falsos rechazos.

Los proveedores de equipos también han estado luchando contra los problemas que causa el efecto de producto a los fabricantes de alimentos, lo que ha dado lugar a avances tecnológicos que ayudan a mitigar este fenómeno. Uno de estos avances ha sido el lanzamiento de los detectores de metales de frecuencia multisimultánea (MSF, por sus siglas en inglés). Al combinar dos o más frecuencias a la vez, la MSF hace que hallar un equilibrio entre el efecto de producto, la frecuencia de funcionamiento y la sensibilidad del detector de metales no sea un problema tan grave.

Además, se han desarrollado técnicas avanzadas de discriminación que emplean varias frecuencias para minimizar la señal del producto. Por lo tanto, se puede incrementar la capacidad de detección durante la inspección de productos, incluso con los tipos de productos que suelen provocar un efecto de producto elevado.

Otra tecnología innovadora es el procesador especializado de señales digitales que incluyen algunos de los sistemas de detección de metales actuales, que está diseñado para gestionar la “discriminación de fases” y otros procedimientos avanzados de procesamiento de señales. La discriminación de fases se basa en aprender las características de una señal de efecto de producto y las de una señal de contaminación metálica real, así como en discriminar entre estas señales para amplificar la del contaminante, al tiempo que reduce la señal del producto o se hace caso omiso de ella. Gracias a la combinación del procesador de señales digitales y la MSF, a los sistemas de detección de metales les resulta mucho más fácil identificar la contaminación metálica de tamaño reducido, incluso en los casos con un elevado efecto de producto.

Por lo tanto, queda claro que, si invierten en los sistemas de detección de metales adecuados, los fabricantes de alimentos pueden beneficiarse de una ventaja inicial a la hora de prevenir el efecto de producto. Los avances tecnológicos han permitido limitar el daño que provoca el efecto de producto sobre la inspección eficaz de productos. El resultado debería ser una mejora en la detección de contaminantes, un aumento de la eficiencia y una mayor confianza en la calidad y la seguridad de los productos alimentarios fabricados, por muy elevado que sea su efecto de producto.

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Acerca del autor:
Rob Stevens es el director de Mercado de Safeline Metal Detection en Mettler-Toledo, donde respalda las ventas y el servicio técnico de los detectores de metales en una serie de territorios. Rob se graduó en Ingeniería de Producción y cuenta con muchos años de experiencia, durante los cuales ha trabajado con diversas empresas de ingeniería de todo el mundo, entre las que se incluyen Siemens y Rolls-Royce. Rob ha trabajado en la industria alimentaria a nivel internacional, donde ha aportado soluciones a algunos de los mayores fabricantes de alimentos del mundo.