Identificación y caracterización de polímeros con tecnología NIR portátil

La industria del reciclado plástico presenta una enorme complejidad para la separación de los distintos tipos de polímeros y entre las técnicas más difundidas para ello se encuentran las espectroscópicas. No hablaremos en este artículo de todas ellas, ya que implicaría sumergirnos en el mundo de la I+D, las nuevas tecnologías de detección en línea y sus limitaciones prácticas o económicas intentando alcanzar los estándares aspiracionales en materia de reciclaje y circularidad de la Unión Europea.

No obstante y siguiendo un enfoque eminentemente práctico, una manera ágil y efectiva de identificar distintos compuestos o mezclas plásticas para reciclaje o su reutilización industrial, es a través de la espectroscopía NIR. Esta técnica se basa en la interacción de la luz con la materia y permite observar las diferentes absorbancias producidas por las vibraciones de los enlaces entre los átomos de los polímeros. Como resultado, se obtiene un espectro característico de cada tipo de plástico que permite, mediante un modelo predictivo de machine learning, cuantificar y clasificar.

El analizador Visum Palm™, es un equipo NIR portátil que opera en el rango SWIR (1-1.7 μm), que es especialmente adecuado para realizar con éxito caracterizaciones cuantitativas (composición) y cualitativas (identificación y clasificación) de una gran variedad de materiales y mezclas. Por esta razón, el empleo del Visum Palm™ conlleva importantes ahorros de carga de trabajo analítico y sustanciales reducciones de tiempo de espera.

Complementariamente, su naturaleza ubicua –debido a su portabilidad- y la posibilidad de programarlo para determinar múltiples parámetros a la vez, permite utilizarlo en una gran variedad de tareas analíticas a pie de línea de producción, en almacenes de logística e incluso para estudios de investigación aplicada y el desarrollo de modelos propios que ha realizado AIMPLAS, referencia en el sector del plástico en España.

Características principales y ventajas genéricas de la espectroscopía en el SWIR:

• Determinación de múltiples parámetros con un único instrumento.
• Análisis en tiempo real y en continuo para la corrección automática e instantánea de los parámetros de proceso.
• Determinaciones no destructivas y sin preparación de muestra.
• Excelente repetibilidad.
• Su uso no requiere de operarios cualificados.

Si bien existen varios equipos NIR portátiles en le mercado, es fundamental tener en cuenta el rango espectral con el que trabaja el equipo y el tamaño del spot (punto de medición) para asegurar representatividad de la lectura respecto a la muestra el Sistema Visum Palm™ introduce un spot de 10mm y un potente espectrofotómetro que trabaja en el rango 900-1700 nm.

El equipo Visum Palm™ incluye una librería de modelos para la lectura y determinación a pie de línea, sin preparación de muestras  y en pocos segundos que permite caracterizar un gran número de polímeros, entre ellos PET (polietileno tereftalato), HDPE (polietileno de alta densidad), LDPE (polietileno de baja densidad), PP (polipropileno), PS (poliestireno), PVC (vinílico o cloruro de polivinilo, PC (policarbonato), ABS (acrilonitrilo butadieno estireno), por mencionar algunos, incluidas mezclas más complejas.

La identificación y separación es importante en la fabricación de polímeros, ya que para reprocesar residuos plásticos los fabricantes deben asegurarse que los materiales plásticos sean lo más puros y limpios posibles y por supuesto, de ello depende el precio que los fabricantes pagan a los recicladores por los residuos plásticos que les proveen. Además, niveles bajos de impurezas ya pueden afectar considerablemente la calidad y el rendimiento de un lote completo de reciclado. En este contexto, las técnicas de espectroscopía combinadas con modelos de machine learning, permiten introducir importantes automatismos y controles de calidad sensibles a las necesidades de la industria.