Detección rápida in situ del fraude alimentario
Dos casos de interés industrial: la falsificación de aceite de oliva y la identificación de plásticos reciclados contaminados
Los productos falsificados o de baja calidad -como el aceite de oliva elaborado con aceite de colza teñido- suelen ser difíciles o imposibles de identificar a simple vista. Ahora se está desarrollando un sistema móvil de sensores de cromatografía de gases para ayudar a detectar productos con etiquetas falsas directamente in situ. Tres institutos Fraunhofer colaboran para crear un dispositivo asequible y fácil de usar que permita incluso a personas no expertas realizar evaluaciones rápidas in situ.
El fraude alimentario lleva años aumentando. La gran demanda, la intensa competencia de precios y las complejas cadenas de suministro crean las condiciones ideales para el etiquetado incorrecto. Si se utilizan ingredientes nocivos, este tipo de fraude puede plantear graves riesgos para la salud. Hasta ahora, la detección de alimentos falsificados requería análisis de laboratorio costosos y lentos. Además, los sistemas de análisis de laboratorio requieren especialistas formados para manejar los equipos e interpretar los datos. Los investigadores de Fraunhofer están trabajando para resolver este problema. En el proyecto Fraunhofer PREPARE PUMMEL, los equipos de investigación de los Institutos Fraunhofer de Microsistemas Fotónicos IPMS, de Biología Molecular y Ecología Aplicada IME y de Ingeniería de Procesos y Embalaje IVV combinan su experiencia en métodos de medición por cromatografía de gases, desarrollo de sensores y detección química. Su objetivo es desarrollar un sistema móvil de sensores de cromatografía de gases para la detección rápida in situ de compuestos orgánicos volátiles (COV). Los COV son compuestos químicos que revelan información sobre la composición de un material o sus posibles riesgos para la salud y pueden señalar cambios en las características de un producto. La detección de COV desempeña un papel importante en muchos campos, como la calidad y seguridad de los alimentos, la sanidad, la seguridad civil, la agricultura y la industria química.
Dos casos de uso relevantes para la industria
"Existe una clara necesidad de una tecnología de medición in situ rentable, rápida y robusta que ofrezca resultados inmediatos", afirma Olaf Hild, Jefe de Departamento de Fraunhofer IPMS. "Nuestro sistema no es universal, pero su diseño modular lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones. En el proyecto PUMMEL, nos centramos en dos casos de uso relevantes para la industria. En primer lugar, la identificación de aceite de oliva falsificado, que figura entre los diez productos alimenticios que más se falsifican, y en segundo lugar, la detección de plásticos reciclados contaminados que pueden acumularse en los materiales de envasado. Esto es especialmente significativo dado que la tasa de reciclado alcanzó un máximo histórico de casi el 70% en 2025. Para ello, estamos desarrollando dos demostradores de aplicaciones específicas para la detección de COV." Mark Bücking, Jefe de Departamento de Fraunhofer IME, añade: "Estamos alineando los intereses industriales con los retos científicos, centrándonos en la innovación tecnológica al servicio de la economía alemana y europea".
El sistema móvil -del tamaño aproximado de una bandolera una vez completado- constará de una columna de cromatografía de gases basada en un chip de silicio (columna GC), un detector o sensor, electrónica integrada de preparación de muestras, control y procesamiento de datos y una fuente de alimentación. "La cromatografía de gases (GC) es un método analítico utilizado para separar, identificar y cuantificar mezclas de sustancias. Es adecuado para compuestos gaseosos o fácilmente vaporizables que no se descomponen al vaporizarse", explica Olaf Hild. "Un gas portador transporta primero la muestra a través de la columna GC, que hemos grabado en un chip de silicio que se calienta y enfría rápidamente". Dentro de la columna, las moléculas de gas interactúan con las paredes interiores recubiertas de polímero. Los COV reaccionan con el revestimiento interior en función de su afinidad, y la mezcla se separa. Al final de la columna GC basada en el chip, un detector mide las sustancias separadas por sus características moleculares, generando un cromatograma de gases con picos que revelan la composición de la mezcla. Fraunhofer IME se encarga del análisis de los datos de medición. En el caso del aceite de oliva, el objetivo es determinar parámetros como el país de origen, la edad y el grado de pureza.
Pruebas iniciales concluidas con éxito
Las pruebas actuales con una columna GC convencional de tres metros demuestran una separación fiable de los COV y permiten un análisis eficaz de las muestras. Las columnas GC de los cromatógrafos de gases convencionales de laboratorio de gama alta suelen tener más de 30 metros de longitud y ofrecen una mayor eficacia de separación, pero este nivel de eficacia no es necesario para evaluar la calidad de la mayoría de los alimentos. Entre otros retos, los investigadores del Instituto Fraunhofer trabajan en el diseño de columnas de cromatografía de gases miniaturizadas capaces de proporcionar una separación suficiente de los COV específicos de los distintos alimentos.
"Con nuestro sistema nos dirigimos a personas no especializadas, como embotelladores e inspectores de recepción de mercancías, que pueden manejar fácilmente el dispositivo tras una breve sesión informativa", afirma Tilman Sauerwald, investigador del Fraunhofer IVV, donde se están desarrollando actualmente los demostradores. "Los componentes de nuestro sistema pueden adaptarse a aplicaciones específicas, por lo que resulta adecuado para el control de calidad en una serie de contextos diferentes, incluido el análisis de plásticos reciclados. Estamos más que encantados de trabajar con socios industriales para desarrollar aplicaciones a medida."
Los investigadores presentarán algunos resultados del proyecto del 24 al 27 de marzo de 2026 en la feria Analytica de Múnich, en el stand conjunto Fraunhofer del pabellón 3, stand 312.
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