1. Introducción

Las patentes son documentos que contienen los datos técnicos, bibliográficos y toda la información referente a los derechos de propiedad intelectual. Estos documentos involucran a las patentes de invención, las patentes de dibujos o modelos, las patentes de plantas, los certificados de utilidad, los modelos de utilidad, los certificados de inventor de adición, los certificados de utilidad de edición y las solicitudes publicadas relacionadas a estos títulos (^{Díaz-Pérez, 2008}).

La dinámica de las publicaciones de patentes está en constante actividad. Según los Indicadores de la Organización Mundial de la Propiedad Intelectual (OMPI), en 2018 se presentaron 3,3 millones de solicitudes de patentes por parte de los innovadores de todo el mundo, lo cual representa un incremento del 5.2% de este indicador, en una serie de nueve años consecutivos de aumento. Las solicitudes de registro de marca y de diseños industriales, han evidenciado crecimientos que alcanzaron los 14,3 millones y 1,3 millones a nivel mundial, respectivamente; lo que se considera una tendencia de crecimiento notorio en temas de producción intelectual en el mundo (OMPI, 2019). Por su parte, la oficina de patentes de China para este mismo año, recibió el número más alto de solicitudes de patentes, dado que alcanzó 1,54 millones de solicitudes, lo cual representó una proporción del 46,4% en participación a nivel general. En Estados Unidos, Japón, República de Corea y la Oficina Europea de Patentes, se registró un número de solicitudes de: 597.141, 313.567, 209.992 y 174.397, respectivamente. Lo anterior significó una participación del 85,3% de estas oficinas a nivel mundial (World Intellectual Property Organization, 2019).

Esta evolución ha propiciado que en las últimas décadas las patentes se constituyan en una fuente confiable de información, que suele ser utilizada en los estudios de: vigilancia tecnológica, inteligencia de negocios, estudios cienciométricos, análisis prospectivos y en muchas eventualidades, para determinar la evolución de las técnicas y el progreso de la ciencia. Estas actividades han resultado valiosas para los procesos de innovación y para el desarrollo de tecnologías. En este sentido, debe considerarse la realización de revisiones sistemáticas en múltiples contextos, de modo que se alcancen interpretaciones correctas, y se logre un análisis congruente con la realidad tecnológica de la temática de interés. Esto garantizará una toma de decisiones oportuna, y permitirá estar en actualización constante, para perfilar las futuras invenciones que se pretendan proteger bajo las diferentes modalidades de protección intelectual (^{Bergel, 2014}).

Analizar el comportamiento de las patentes en el contexto de la producción de alimentos microencapsulados, resulta relevante para propender hacia nuevos desarrollos que contribuyan al mejoramiento de los productos alimentarios. La microencapsulación puede definirse como: un proceso mediante el cual los sólidos, líquidos e incluso gases quedan atrapados en partículas microscópicas, a través de la formación de un revestimiento delgado alrededor de una sustancia activa (^{Gogate, 2015}).

Esta técnica ha sido útil en diversos contextos. En la administración de medicamentos, se ha aprovechado para lograr una liberación prolongada de compuestos activos: tal caso ha sido implementado en la protección de vitaminas y minerales contra el desarrollo de reacciones indeseables. La microencapsulación también se ha utilizado para evitar la degradación de los compuestos bioactivos por influencia de condiciones adversas del medio ambiente, que involucran: el efecto del oxígeno, la temperatura, la presión y la humedad (^{Budinčić et al., 2020}). En alimentos, con mucha frecuencia se utiliza para suministrar saborizantes y mejorar los atributos sensoriales de diversos productos. También se microencapsulan compuestos fisiológicamente activos para el mejoramiento nutricional de algunos productos alimentarios (^{Shekdar et al., 2016}; ^{Sultana et al., 2017}). En agricultura, se ha aplicado esta técnica para la liberación controlada de pesticidas y fertilizantes, lo cual posibilita el uso de cantidades más bajas de agroquímicos y esquemas de distribución menos exigentes (^{Malešević et al., 2016}; ^{Weitbrecht et al., 2020}).

En la industria textil, se ha hecho uso de los microencapsulados para fines de mejoramiento y prolongación de las condiciones de calidad de ciertas propiedades en productos terminados (^{Monllor, Bonet & Cases, 2007}). Los recubrimientos que contienen las microcápsulas autocurativas, se han estudiado ampliamente en la última década. Sin embargo, existe aún una extensa gama de posibilidades y descubrimientos, que requieren de un mayor número de investigaciones e invenciones con esta tecnología (^{Espallargas, 2015}; ^{Ghosh, 2006}; ^{Wang et al., 2014}). En síntesis, la microencapsulación ofrece un gran potencial en la industria del recubrimiento. No obstante, en los últimos años se ha trabajado escasamente en la solución de diversas desventajas que presenta esta tecnología. Es por ello que se requieren mayores impactos en: la diversificación de materiales biológicos para el desarrollo de nuevos productos, en mecanismos de ahorro energético y en la solución de problemas operativos del proceso.

Lo anterior indica que considerar el uso de materias primas amiláceas como el ñame, para la obtención de microencapsulados, es un campo de estudio de interés para las industrias que contemplan esta tecnología. Esto ya que las características de: practicidad, disponibilidad, bajo costo, diversidad de fuentes y la capacidad de renovación que poseen los biopolímeros de almidón, son elementos atractivos e influyentes para el desarrollo de nuevas alternativas tecnológicas en diferentes contextos industriales (^{Hemamalini & Dev, 2018}; ^{Koh, Zhang & He, 2018}; ^{Pokhrel, 2015}). A partir del panorama anterior, el objetivo del trabajo fue realizar un análisis de las patentes concedidas y relacionadas con el proceso de microencapsulación de compuestos fisiológicamente activos, con recubrimientos amiláceos de ñame, mediante secado por aspersión.

2. Metodología

El desarrollo metodológico del presente estudio, implicó un proceso sistemático fundamentado en tres etapas, que se describen a continuación.

3. Resultados y discusión

La metodología permitió realizar una revisión de patentes concebidas y relacionadas con los microencapsulados utilizando materias primas amiláceas como el ñame, mediante secado por aspersión. Entre las problemáticas que presenta este tubérculo, se tienen: altos volúmenes de rechazo por aspectos morfológicos en actividades de exportación, bajo grado de tecnificación, escasos volúmenes de transformación agroindustrial y procesos de respiración fisiológica durante el almacenamiento, que aceleran su pérdida de peso (^{Andrade et al., 2012}; ^{López et al., 2020}; ^{Oyelade, Tunde-Akintunde & Igbeka, 2008}). En la tabla 1 se detallan las palabras clave seleccionadas para la búsqueda de las patentes.

La consulta en el sitio web de sinónimos asociados a las palabras clave, arrojó términos como: microcapsule, starchy y tuber, los cuales fueron considerados para la construcción de la ecuación de búsqueda. Una vez definidas las palabras clave, se procedió a la construcción de la ecuación de búsqueda utilizada en la base de datos (ver tabla 2). Debido a la especificidad conceptual de las palabras clave, no fue posible obtener un mayor número de sinónimos.

En la Tabla 2, se observa la pertinencia de las palabras clave con el objetivo de la revisión. Por ello, no se consideró un criterio de exclusión que implicara utilizar el conector booleano ARE NOT. Esto insidió favorablemente en el proceso de búsqueda, entregando una buena cantidad de documentos, ya que los rangos de exploración fueron menos condicionados. La actividad de ejecución de la búsqueda, permitió desarrollar una bitácora de seguimiento para los resultados arrojados por la base de datos. La bitácora consolidó los registros bajo los criterios de: fecha, la base de datos, la ecuación empleada y los resultados de la búsqueda. Además, se redujeron en gran manera los posibles errores que se cometen al momento de realizar actividades de búsqueda prolongada, en espacios discontinuos de tiempo. Los resultados consignados en la bitácora, se detallan en la Tabla 3.

Entre los criterios de búsqueda para la obtención de la Tabla 3, se consideró un intervalo de tiempo de los últimos veinte años, dado que ese es el tiempo de vigencia de las patentes a nivel internacional. También se consideraron patentes concedidas, escritas en inglés y que no tuvieran ningún tipo de conflicto legal por reclamación de derechos. A partir de los resultados obtenidos, se realizaron gráficos descriptivos que permitieron obtener un concepto detallado de la evolución de la tecnología consultada.

En la Figura 1, se observa el comportamiento de las patentes concedidas, discriminadas por años. Se evidencia una tendencia creciente en la concesión de patentes para el periodo 2006-2017, presentándose un incremento aproximado del 1000%, al pasar de 4 patentes en el año 2006 a 40 patentes concedidas en el año 2017. Este resultado representa un avance satisfactorio y demuestra un despertar de los procesos de invención, protección de derechos intelectuales y de explotación de tecnologías relacionadas con la temática de estudio. Lo anterior es favorable en contextos empresariales y de investigación, ya que se contribuye a la oferta de tecnología para el aporte de soluciones en el sector de la producción de alimentos microencapsulados a nivel industrial.

Figura 1 Actividad de patentes concedidas por año en el periodo 2000-2020. 

En la Figura 1 también se observa una tendencia decreciente en el periodo 2017-2020. Esta reducción en la concesión de patentes, puede atribuirse principalmente a los arduos procesos y lapsos de tiempo entre la aplicación y la publicación de las mismas. En general, se evidencia una dinámica importante en la concesión de patentes relacionadas con la tecnología de procesos afines a la microencapsulación de compuestos activos, a nivel industrial, en los últimos años. Si bien en el periodo 2000-2005 no se encontraron patentes relacionadas a la microencapsulación, entre 2006-2020 se hallaron 194 patentes concedidas. Esto último muestra un avance significativo en la evolución científica y tecnológica en esta área del conocimiento.

En la Figura 2, se ilustra la distribución geográfica de las patentes concedidas a nivel mundial. Esta información corresponde al registro de la ubicación de las oficinas de patentes por país, que proporciona la base de datos consultada.

Figura 2 Número de patentes concedidas por país, en el periodo 2000-2020. 

En la figura 2 se observa que la oficina de patentes de Japón, es la principal en conceder invenciones relacionadas con la temática de estudio. Este país, con 59 concesiones, tiene una participación del 30.41% a nivel mundial. Lo anterior posiciona a Japón como punta de lanza en el desarrollo y protección intelectual de las tecnologías relacionadas con la microencapsulación. En segundo lugar se encuentra la oficina de patentes de Europa, con 53 patentes en el periodo de observación, lo cual representa una participación del 27.31% de las patentes concedidas a nivel mundial. La razón de esta estadística radica en que esta entidad está funcionando como un clúster para la protección intelectual, ya que a través del sistema de patentes europeo se puede obtener el registro de protección mediante una única solicitud, en cualquiera de los 38 países miembros del convenio. Lo anterior representa un mejor récord para esta oficina de patentes, ya que se posibilita el aporte de un mayor número de países para recibir concesiones de sus invenciones. Países como China y Estados Unidos, con participaciones del 11.85% y 11.34%, respectivamente, figuran entre los primeros países que han desarrollado tecnologías asociadas a la temática de estudio.

En la Figura 3, se ilustra la distribución porcentual de las patentes concedidas, discriminadas por el área central de la temática. Estos resultados se obtuvieron de la selección realizada de los documentos que presentaron cierta afinidad con la temática de estudio, 75 patentes en este caso. En la distribución se observa que las temáticas de producción y comercialización, fueron las de mayor participación porcentual. En su mayoría, las patentes se orientaron a invenciones que contribuyeran al desarrollo de soluciones tecnológicas para producir ciertos elementos, con fines de comercialización y producción directa. Entre ellos se encuentran: goma de mascar de relleno multicapa biodegradable, microencapsulados por el método de liposoma empleando almidones modificados, cepas bacterianas para la obtención de metabolitos secundarios antibacterianos en pesticidas, microencapsulados de éster de fosfato, microencapsulado de emulsiones tipo agua/aceite/agua para la encapsulación de componentes, producción de almidón hidrolizado enzimáticamente, entre otros.

Figura 3 Distribución porcentual de las patentes concedidas por temática central. 

En cuanto a los productos relacionados con la comercialización, las invenciones estuvieron orientadas hacia: bebidas para mejorar el reconocimiento de ingredientes activos, productos para mejorar el sabor en medicamentos y alimentos, microencapsulados para cuidado del maquillaje de queratina, combinaciones de compuestos activos para controlar insectos con nemátodos o fitopatógenos, productos lácteos para la reducción de la enterocolitis necrosante, entre otros. En cuanto a las patentes que se descartaron para este análisis, estaban relacionadas con: la producción de herbicidas, productos agrícolas y obtención de compuestos químicos.

En la figura 4 se ilustra la distribución del número de patentes concedidas por área central, en función del tiempo de la ventana de observación. Se puede inferir que en los periodos iniciales de observación, solo se realizaban invenciones afines con la temática de la producción. En 2008, se evidencia la materialización de patentes relacionadas con la temática de procesamiento, lo cual da inicio a la diversificación de las patentes concedidas en microencapsulación. A partir de 2010 se dieron las primeras patentes relacionadas con la temática de comercialización, pero solo hasta 2012 se registraron las primeras patentes relacionadas con la producción de productos farmacéuticos.

Figura 4 Número de patentes concedidas, discriminadas por temática central y años. 

En 2017, se obtuvo el mayor número de patentes concedidas en función de la distribución de las temáticas. Éstas estuvieron relacionadas con la comercialización, el procesamiento y la producción de productos farmacéuticos. En lo corrido del año 2020, se han evidenciado patentes relacionadas con las 4 áreas centrales, lo cual representa un avance en la diversidad de las invenciones de acuerdo con las categorías preestablecidas. Igualmente, se resalta que en 2009 se obtuvo un menor registro de patentes concedidas, tan solo una en el área de la producción. Se resalta que solo se encontró un documento directamente relacionado con el proceso de secado por aspersión, que se refiere a un método para obtener un producto celular microbiano seco, en el cual se utilizó esta técnica de secado como estrategia de procesamiento.

Lo anterior permite inferir que el nivel de invenciones afines con la tecnología del secado por aspersión ha sido bastante limitado; esto ya que no se han generado suficientes patentes relacionadas con el mejoramiento y diversificación de esta técnica. Este escenario representa múltiples posibilidades para el desarrollo de invenciones, que involucren la generación de nuevos productos con propiedades nutracéuticas y farmacéuticas. El secado por aspersión también podría emplearse en invenciones que contribuyan al mejoramiento tecnológico, operacional y económico del proceso. Esos avances también podrían contribuir a la diversificación de nuevos materiales, con potencial para el mejoramiento de la eficiencia de encapsulación.

El secado por aspersión también podría emplearse en la solución de algunas problemáticas asociadas al proceso. Estas problemáticas se relacionan con: el atascamiento, alta variabilidad en el tamaño de las gotas, mecanismos limitados para el control del diámetro de las microcápsulas y el consumo energético elevado. Estas eventualidades suelen atribuirse al uso de accesorios de dispersión convencionales, como: las boquillas de presión, las boquillas giratorias y las boquillas de dos fluidos, las cuales se utilizan para procesar la alimentación de las diversas emulsiones o sistemas coloidales, y demandan estrategias de solución susceptibles de protección intelectual (^{Dalmoro et al., 2012}; ^{Zanoni et al., 2020}).

4. Conclusiones

Las invenciones concedidas, afines a la tecnología de secado por aspersión, fueron relativamente bajas, y no estuvieron directamente relacionadas al empleo de materias primas amiláceas como el ñame. Esto abre un campo potencial de aprovechamiento en la generación de invenciones para la obtención de productos microencapsulados con esta planta. Asimismo, para el secado por aspersión existe un panorama potencial que puede ser aprovechado mediante el desarrollo de alternativas tecnológicas, susceptibles de protección intelectual, que contribuyan a superar los actuales problemas de este proceso, tales como: atascamiento, alta variabilidad en el tamaño de las gotas y altos consumos energéticos.

Entre los hallazgos se resalta que un gran número de patentes fueron concedidas principalmente en el área de la química, para la obtención de nuevos compuestos. Otras patentes corresponden al área agrícola, con el desarrollo de soluciones pesticidas, así como a las áreas: alimentaria, farmacéutica y cosmética, presentando un amplio campo de estudio para el desarrollo de tecnologías afines.

Finalmente, se destaca que los países asiáticos, como Japón y China, están a la vanguardia en cuanto a las aportaciones tecnológicas, ya que ellos materializan sus investigaciones en patentes y protección intelectual de sus invenciones, en áreas afines a la microencapsulación de diversos compuestos. Esto representa un reto para los países en vía de desarrollo que pretendan incrementar sus estadísticas, en la generación de tecnologías susceptibles de protección intelectual, mediante la concesión de patentes.