Análisis integrado del riesgo y la incertidumbre en variables y parámetros para un modelo de optimización en calidad y eficiencia de la tostión de café
Código: PCI 24209 · Investigador principal: Francisco Luis Giraldo Gutiérrez
SÍNTESIS
El proyecto de investigación busca optimizar el proceso de tostión de café en Colombia mediante un análisis sistemático y fenomenológico de variables y parámetros críticos, integrando experimentación controlada, revisión bibliográfica y modelos estadísticos con análisis de riesgo.
Código
PCI 24209
Investigador principal
Francisco Luis Giraldo Gutiérrez
Coinvestigador
Juan Carlos Posada — ITM
Marco teórico
Este proyecto se apoya en literatura sobre ciencia de datos aplicada a procesos industriales, teoría de la tostión (reacciones de Maillard y caramelización), y técnicas estadístico-matemáticas para modelado de incertidumbre y riesgo. La bibliometría con VOSviewer permite identificar clústeres de investigación relevantes y palabras clave que guían la formulación de hipótesis experimentales.
Conceptos clave
- Modelado de procesos térmicos y cinética.
- Análisis de riesgo: FMEA y Monte Carlo.
- Modelos de conteo y supervivencia (Poisson, Cox).
- Modelos censurados (Tobit) para datos de calidad.
Relevancia metodológica
La combinación de experimentos controlados con técnicas de análisis probabilístico facilita la cuantificación del impacto de variables como temperatura y tiempo sobre defectos y la probabilidad de alcanzar estándares sensoriales. Esto soporta la construcción de un modelo de optimización operativo.
Antecedentes y estado del arte
En los últimos años ha crecido la investigación sobre optimización en procesos agroindustriales y la aplicación de modelos estadísticos avanzados a la producción de alimentos. Estudios recientes destacan la importancia de integrar datos operativos con análisis de riesgo para mejorar la calidad y reducir la variabilidad del producto.
Tendencias recientes
Mayor uso de simulaciones Monte Carlo y machine learning para modelado predictivo; uso de métricas sensoriales combinadas con variables físicas del tostado.
Brechas
Necesidad de estudios que integren incertidumbre operacional y herramientas de optimización aplicables a escala industrial y a contextos locales, como el colombiano.
Contribución del proyecto
Proporcionar un marco cuantitativo y operativo para que las plantas de tostión implementen ajustes basados en riesgo, con protocolos testados en pilotos.
Figuras (VOSviewer & búsquedas)
A continuación se incluyen 14 figuras como carrusel. Para calidad máxima, usa imágenes en formato PNG/SVG de al menos 1200px de ancho.
Equipo de investigación
Registro completo del equipo participante y fechas de vinculación.
Francisco Luis Giraldo Gutiérrez
Juan Carlos Posada
Biografía breve — Francisco
Investigador con experiencia en procesos térmicos, modelado estadístico y proyectos aplicados en la industria agrícola. Coordinador del equipo y responsable del diseño experimental.
Biografía breve — Juan Carlos
Coinvestigador con experiencia en instrumentación y control de procesos industriales, y en la implementación de pilotos de prueba en plantas de procesamiento.
Cronograma de ejecución
Resultados parciales — simulaciones
Visualizaciones representativas de las simulaciones Monte Carlo y conteos de defectos (ejemplo).
Interpretación rápida
Los resultados preliminares muestran una relación decreciente entre temperatura y defectos en determinadas bandas; las simulaciones identifican condiciones robustas frente a variabilidad del flujo de aire.
Proyección de impactos
Impacto social, científico, tecnológico, económico y ambiental: se proyecta aumento en calidad de exportación, reducción de costos, y formación técnica local.
- Impacto científico: nuevos modelos aplicables a otras etapas de la cadena agroindustrial.
- Impacto económico: reducción de defectos y optimización de consumo energético.
- Impacto social: capacitación técnica y generación de empleo calificado.
Aspectos financieros
Ejecución financiera: No aplica. Recomendación: adjuntar soportes (aval facultad, facturas, constancias) para auditoría y seguimiento.
Limitaciones y futuras líneas de investigación
Limitaciones actuales incluyen la necesidad de más datos longitudinales y la validación a escala industrial completa. Futuras líneas: incorporar modelos de ML para predicción sensorial y extender el enfoque a otras etapas como secado y almacenamiento.
Conclusiones
Se han formulado y aplicado ecuaciones de búsqueda y modelos estadísticos que permitieron identificar variables críticas y estructurar intervenciones de optimización, fortaleciendo la base técnica del proyecto y facilitando intervenciones precisas en la operación de tostión.
- Metodología replicable y focalizada.
- Reducción proyectada de defectos y costos.
- Marco para capacitación y transferencia tecnológica.
Referencias y fuentes
A continuación algunas fuentes útiles y ejemplos de imágenes VOSviewer/locales que se pueden incorporar (verificar licencias antes de publicar):
- Ejemplos de procesos de tostión industrial (artículos técnicos y proveedores de equipos).
- VOSviewer — tutoriales y mapas (uso para bibliometría).
- Google Trends — mapas de interés regional para palabras claves.
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