Premio a la innovación en la detección de compuestos PFAS
Una empresa emergente de Turingia y el Instituto Fraunhofer reciben el Premio Lothar Späth
El uso de sustancias alquiladas perfluoradas y polifluoradas (PFAS) no sólo es polémico desde hace tiempo, sino que se enfrenta a una posible prohibición en toda la UE. Los retos asociados para los fabricantes, que en el futuro tendrán que recurrir a pruebas exhaustivas de las sustancias químicas, son complejos. En el marco de una colaboración entre el MikroTribologie Centrum µTC y la start-up turingia Kompass GmbH, se ha desarrollado un innovador sistema de medición que supera con creces a los anteriores dispositivos de detección de compuestos PFAS en cuanto a facilidad de uso, flexibilidad y precisión. El 16 de noviembre, el sistema fue galardonado con el premio Lothar Späth, que se concede a innovaciones especialmente pioneras.
Los PFAS son un grupo de sustancias químicas que se utilizan en diversas aplicaciones industriales debido a sus propiedades únicas de repelencia al agua y la grasa. Estas sustancias se encuentran a menudo en productos como agentes impregnantes para textiles, envases alimentarios, espumas ignífugas y numerosos lubricantes. Además de su longevidad, que tiene importantes consecuencias para el medio ambiente, los PFAS también albergan riesgos potenciales para la salud. Las restricciones o incluso la prohibición total del uso de PFAS -como ya se pretende en Alemania- obligan a los fabricantes, proveedores y autoridades locales a realizar pruebas exhaustivas, que son costosas y requieren mucho tiempo.
Como alternativa a los métodos de medición convencionales, que son caros y requieren mucho tiempo y tampoco son adecuados para su uso sobre el terreno, se ha desarrollado un nuevo tipo de dispositivo de medición para la detección de PFAS en una colaboración entre Kompass GmbH y el MikroTribologie Centrum µTC. El sistema está a punto de lanzarse al mercado y servirá para todos los sectores que se verán afectados por una prohibición de los PFAS. La innovación fue galardonada el 16 de noviembre con el premio Lothar Späth, que reconoce innovaciones especialmente revolucionarias fruto de la cooperación entre la industria y la ciencia.
Novedoso dispositivo de medición desarrollado en cooperación transnacional
En el marco de un pedido de la Federación Mundial de Esquí (FIS) para la detección de compuestos PFAS en ceras de esquí, la empresa Kompass GmbH, con sede en Turingia, y el MikroTribologie Centrum µTC, una empresa conjunta del Instituto Fraunhofer de Mecánica de Materiales IWM de Friburgo y el Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT), desarrollaron en estrecha colaboración un prototipo de "comprobador de PFAS" fácil de usar, que ahora está a punto de lanzarse al mercado. La estrecha colaboración se benefició en gran medida de la experiencia de los respectivos socios: el trabajo de Kompass GmbH, especializada en tecnología de sensores y que incluye el desarrollo y la fabricación de componentes y sensores, se complementó con la experiencia del Centro de MicroTribología µTC, que cuenta con muchos años de experiencia en los campos de la evaluación y optimización de tribosistemas, así como en el análisis de materiales.
"Los métodos anteriores de detección de PFAS, como los basados en la espectroscopia infrarroja (FTIR), no suelen ser móviles. Esto significa que las muestras que contienen PFAS sólo pueden analizarse in situ en laboratorios de medición con un gran coste", explica el Prof. Matthias Scherge, Director del Centro de MicroTribología µTC y Director de la Unidad de Negocio de Tribología del Fraunhofer IWM. Otro problema es la naturaleza de las muestras: Las diferentes vibraciones moleculares que se excitan en las muestras pueden superponerse, por lo que la evaluación en los análisis FTIR según la energía y la intensidad de la señal no es suficiente. Por lo tanto, una evaluación precisa requiere la aplicación de un modelo que relacione los distintos picos característicos del espectro.
El probador de PFAS recientemente desarrollado, en un práctico formato de escáner de mano, responde a estos retos. "El dispositivo utiliza un cabezal de medición que excita las muestras con luz infrarroja y ultravioleta y registra señales que cubren una amplia gama de rangos de energía", explica el profesor Scherge. Los efectos de la rugosidad se minimizan gracias a que el cabezal de medición mide de forma reflectante y difusa en distintas direcciones respecto a la superficie. Otros sensores compensan los efectos causados por el color de la muestra. La variedad de sensores requiere un procesamiento de los datos con herramientas basadas en la inteligencia artificial y el aprendizaje automático. La solución de IA integrada está codificada en hardware y permite el uso de algoritmos adicionales para una base de datos completa mediante la conectividad a la nube. Al personalizar el dispositivo con información de espectros infrarrojos y de rayos X, se pueden cuantificar casi todos los compuestos PFAS.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
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