Desarrollo tecnológico basado en un sistema de deshidratación solar para la generación de valor en alimentos producidos por una comunidad vulnerable de Santander

Abstract

La Asociación de Apicultores de la Serranía de los Yariguíes (APISY) es una comunidad localizada en la vereda de las Clavellinas, en el municipio de Galán, Santander, cuya subsistencia se fundamenta en la comercialización de los productos hortofrutícolas producidos en sus predios. No obstante, ellos enfrentan problemas derivados de la alta perecibilidad de sus productos debido a su alto contenido de humedad que, sumado a la dificultad de transporte en fresco a los cascos urbanos más cercanos, y la poca accesibilidad a mecanismos de conservación, provoca un volumen significativo de pérdidas que afecta su economía y, consecuentemente, su bienestar. Con el objetivo de abordar este problema, el presente trabajo se desarrolló un sistema de deshidratación solar pasivo como alternativa de conservación y de generación de valor agregado a los alimentos de origen vegetal producidos por dicha comunidad.

Esta investigación fue realizada en cuatro etapas. En la primera se realizó un proceso de reconocimiento de los actores y el territorio, en el cual se identificación de las necesidades específicas de la comunidad mediante la aplicación de encuestas, reuniones y la realización de visitas al lugar. Se evaluaron las condiciones de temperatura y humedad relativa en la zona, y se realizó el reconocimiento de un secador solar en funcionamiento en el departamento de Boyacá, buscando sentar las bases de diseño y oportunidades de mejora a implementar en el diseño del secador a construir en Santander. En la segunda etapa, se llevó a cabo el diseño y la construcción del deshidratador solar. El diseño fue resultado de un proceso co-creativo en el que participaron representantes de la comunidad acorde a sus necesidades y criterios técnicos. Así mismo, se realizaron pruebas de distintos materiales para la instalación de la cobertura de la estructura con la finalidad de establecer aquel que permitiera el mejor aprovechamiento de las condiciones climáticas locales y la captación de energía solar para lograr un proceso de deshidratación eficiente. Luego de finalizada la construcción, se logró contar con un secador solar que posee un área de 22.6 m2 y capacidad para 20 bandejas de 1 m2 cada una.

En la tercera etapa se realizó la caracterización del proceso de secado empleando dos productos típicos de la región: plátano verde (Musa Paradisiaca) y banano bocadillo (Musa Acuminata). Se realizaron pruebas en el secador solar construido en el territorio y en un secador eléctrico convencional de aire forzado localizado en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos de la Universidad Nacional de Colombia. Para cada proceso se realizó el modelamiento matemático de los datos experimentales, en el cual un modelo de Page fue suficientemente robusto para establecer el comportamiento de la deshidratación, se calculó el tiempo de secado para cada producto y se estimó la eficiencia energética global siendo cercana al 49%. En la cuarta etapa se propusieron formulaciones de galletas con sustitución de harina de trigo por harina de plátano verde en diferentes proporciones del 0 % al 100 %. Las galletas obtenidas fueron caracterizadas mediante parámetros fisicoquímicos y un análisis sensorial con consumidores, cuyos resultados permitieron identificar la galleta con sustitución del 50 % de harina de trigo como la formulación con mayor aceptación y, por ende, la de mejor potencial de aprovechamiento tecnológico tiene para ser adoptada por la comunidad.

Los resultados de la presente investigación demuestran que la implementación de un sistema de deshidratación solar en la vereda Clavellinas es una solución viable para reducir las pérdidas postcosecha y conservar productos vegetales, generando valor agregado y fortaleciendo el desarrollo económico local. Además, se promueve la seguridad alimentaria y fomenta la innovación a través de la integración de tecnologías sostenibles, saberes locales y apoyo institucional (Texto tomado de la fuente).

The Association of Beekeepers of the Serranía de los Yariguíes (APISY) is a community located in the Clavellinas area, in the municipality of Galán, Santander, whose livelihood is based on the commercialization of horticultural products grown on their land. However, they face challenges stemming from the high perishability of their products due to their high moisture content, combined with the difficulty of transporting fresh produce to nearby urban centers and the limited access to preservation methods. This results in a significant volume of losses that affects their economy and, consequently, their well-being. To address this issue, this work developed a passive solar dehydration system as a conservation alternative and a means of adding value to the plant-based foods produced by this community.

This research was conducted in four stages. In the first stage, a process of identifying the stakeholders and the territory was carried out, during which the specific needs of the community were identified through surveys, meetings, and on-site visits. The temperature and relative humidity conditions in the area were assessed, and a working solar dryer in the department of Boyacá was reviewed, seeking to lay the foundation for the design and identify improvement opportunities for the dryer to be built in Santander. In the second stage, the design and construction of the solar dehydrator were completed. The design resulted from a co-creative process involving community representatives based on their needs and technical criteria. In addition, tests were conducted on different materials for the structure’s covering to determine the one (which one) that would best take advantage of the local climatic (climate. Climactic is the adjective of climax) conditions and capture solar energy for an efficient dehydration process. Upon completion, the solar dryer had an area of 22.6 m2 and a capacity for 20 trays, each measuring 1 m2.

In the third stage, the drying process was characterized by using two typical products from the region: green plantains (Musa paradisiaca) and baby bananas (Musa acuminata). Tests were conducted in the solar dryer that was built on-site and in a conventional electric forced-air dryer located at the Institute of Food Science and Technology of the National University of Colombia. For each process, the experimental data was mathematically modeled with a Page model proving sufficiently robust to determine the dehydration behavior. The drying time for each product was calculated, and the overall energy efficiency was estimated at around 49%. In the fourth stage, cookie formulations were proposed by substituting wheat flour with green plantain flour in varying proportions, from 0% to 100%. The cookies were characterized by physicochemical parameters and a sensory analysis with consumers, whose results identified the cookie with 50% wheat flour substitution as the formulation with the highest acceptance and, therefore, the greatest technological potential for adoption by the community.

The results of this research demonstrate that implementing a solar dehydration system in the Clavellinas area is a viable solution to reduce post-harvest losses and preserve plant-based products, generating added value and strengthening local economic development. Additionally, it promotes food security and fosters innovation through the integration of sustainable technologies, local knowledge and institutional support.