Textiles inteligentes como protección contra las toxinas PAH
Se espera un gran potencial de mercado para los textiles inteligentes
Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) se consideran perjudiciales para la salud, especialmente como carcinógenos potenciales. Por ejemplo, estos compuestos moleculares de átomos de carbono e hidrógeno pueden aparecer en incendios domésticos cuando arden colchones, cortinas, vigas de madera, plástico u otros objetos fabricados con materiales orgánicos. Para proteger mejor a los bomberos de estos riesgos, el Instituto Fraunhofer de Tecnología de Materiales y Rayos IWS de Dresde, junto con socios de la industria, ha sentado las bases para desarrollar novedosos trajes de protección antiPAK. El Ministerio Federal de Educación e Investigación alemán (BMBF) financia el proyecto con 1,24 millones de euros hasta diciembre de 2023 dentro del programa "Investigación para la seguridad civil".
El innovador concepto de protección de los nuevos trajes incluye materiales de alta calidad y control inteligente: Las modernas telas no tejidas, como componente central de los trajes de protección, evitan eficazmente el contacto de la piel con los contaminantes. También se han integrado sensores ultravioleta en los tejidos para determinar cuándo el escudo protector textil está saturado de HAP y debe sustituirse. Esto proporciona una doble seguridad al personal de rescate. La nueva prenda protectora ya ha superado las primeras pruebas en contenedores contra incendios.
La acumulación de HAP a lo largo de toda una vida laboral aumenta el riesgo de cáncer
"En un solo trabajo, pueden ser sólo unos pocos microgramos de PAH los que lleguen a la piel a través de las aberturas del traje de protección", explica Felix Spranger, Director de Grupo de Filtración de Gases y Partículas de Fraunhofer IWS. "El aspecto traicionero de los HAP es que pueden seguir acumulándose en el cuerpo de los bomberos durante toda su vida laboral". Estudios realizados en Alemania y EE.UU. han demostrado una mayor incidencia del cáncer en este grupo ocupacional. Por tanto, era importante encontrar soluciones que incorporaran nuevos enfoques tecnológicos, como los textiles inteligentes". Con este fin, Fraunhofer IWS unió fuerzas con otros cuatro socios en 2020 para formar el proyecto "3D-Funktionsvliesstoffe mit integrierter Gassensorik für die Schutzbekleidung von Einsatzkräften" (3D-PAKtex, Engl: "No tejidos funcionales 3D con tecnología de sensor de gas integrado para la ropa de protección del personal de emergencias"). Para proteger en el futuro a los bomberos de los HAP nocivos de los gases de combustión y los remolinos de hollín de las casas en llamas, los socios colaboradores persiguieron un concepto doble: por un lado, se centraron en el desarrollo de nuevos filtros basados en vellón y, por otro, en un concepto de sensor para supervisar su funcionalidad.
Los vellones de carbón activado filtran moléculas anulares de los gases de combustión
Fraunhofer IWS identificó en primer lugar carbones activados porosos adecuados que se adhieren especialmente bien a los HAP. El socio del proyecto, Norafin, fijó estos adsorbentes con aglutinantes especiales en telas no tejidas optimizadas para aplicaciones contra incendios. El socio de Norafin, S-GARD, integró los nuevos no tejidos adicionales en un traje de demostración. El fabricante añadió pequeños bolsillos de cierre en las aberturas de las mangas, la cintura y otros puntos, que pueden alojar los nuevos filtros adicionales mediante botones de presión en aquellos puntos en los que, en el peor de los casos, los gases de humo podrían entrar en el traje a pesar de todo el aislamiento. Si los gases de humo pasan por estos puntos, el vellón retiene las toxinas.
Además, JLM Innovation, socio del proyecto, equipó los nuevos vellones filtrantes con sensores de control específicamente diseñados y basados en la espectroscopia de fluorescencia. Estos miniespectrómetros emiten luz ultravioleta de una longitud de onda definida con precisión. Cuando estos rayos UV inciden sobre los HAP, las moléculas anulares absorben primero su energía y devuelven después otros rayos UV con una longitud de onda ligeramente distinta. Los sensores miden la luz devuelta: Cuanto más intensa, mayor es la concentración de HAP en el vellón. Una unidad de control electrónica en el bolsillo del pecho del bombero evalúa estos datos y los envía a un teléfono inteligente a través de Bluetooth. ATS Elektronik se encargó del desarrollo y la implementación del software correspondiente. Permite a los rescatadores ver en tiempo real cómo se están llenando sus filtros de HAP y cuándo es necesario sustituirlos.
En las pruebas de laboratorio, los nuevos filtros de carbón activado no tejido han reducido significativamente la carga de HAP de los gases de combustión. A continuación se realizaron simulaciones prácticas en contenedores contra incendios: Probadores experimentados se pusieron los prototipos de trajes y prendieron fuego a colchones, neumáticos de goma y otros objetos de prueba en un contenedor blindado para probar las nuevas prendas de protección en distintos escenarios de incendio.
"Evaluaremos a fondo estos resultados y seguiremos vigilando el mercado para tomar una decisión fundada sobre una posible producción en serie", anunció Jonas Kuschnir, de S-GARD. El nuevo enfoque de protección contra los HAP conlleva ciertos costes adicionales, pero los resultados del proyecto fueron prometedores.
Se espera un gran potencial de mercado para los textiles inteligentes
Sea cual sea el resultado de esta decisión, "3D-PAKtex" ha supuesto, en cualquier caso, una considerable ganancia de conocimientos para los socios colaboradores. El tema también seguirá ocupando a Fraunhofer IWS. Felix Spranger: "Todavía vemos algunos enfoques, por ejemplo, para seguir mejorando los sensores y las interfaces de la nueva tecnología de protección. Por los comentarios recibidos, sabemos que los socios de la industria siguen percibiendo un gran potencial en este tipo de textiles inteligentes, incluso más allá de la ropa de protección contra incendios."
Esto coincide también con las conclusiones de observadores internacionales. Por ejemplo, los analistas de la empresa británica de estudios de mercado IDTechEx prevén que el mercado de los textiles mejorados electrónicamente o "inteligentes" crezca hasta alcanzar el equivalente a unos 713 millones de euros en 2033. Se prevén tasas de crecimiento anual medias del 3,8%.
Socios del proyecto "3D-PAKtex
- Fraunhofer IWS aporta su experiencia en la selección de materiales de filtrado y análisis
- Norafin Industries de Mildenau, en los Montes Metálicos, produce textiles técnicos
- Hubert Schmitz ("S-GARD"), de Heinsberg, fabrica ropa de protección para bomberos.
- JLM Innovation, de Tubinga, se dedica a la tecnología de sensores en textiles inteligentes.
- ATS Elektronik desarrolló el software necesario en Wunstorf (Alemania)
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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 Inglés se puede encontrar aquí.
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