Analytik Jena y sus socios de Turingia desarrollan una innovadora tecnología de sensores para el control de microcontaminantes en aguas residuales
Pistoletazo de salida para el proyecto de investigación "MikroGraph
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El lanzamiento del proyecto de investigación "MikroGraph" marca el inicio de una nueva red de investigación en Turingia. El objetivo es mejorar el control continuo de los microcontaminantes en las aguas residuales de acuerdo con la nueva Directiva europea sobre aguas municipales. Para ello, Analytik Jena colabora con los demás socios en el desarrollo de un novedoso sistema de análisis in situ altamente automatizado y rentable para la detección de contaminantes químicos, especialmente para su uso en plantas de tratamiento de aguas residuales.
Hasta ahora, la contaminación por microcontaminantes -como residuos farmacéuticos, pesticidas o PFAS (compuestos alquílicos perfluorados y polifluorados)- sólo solía registrarse en determinados puntos mediante la toma de muestras y la realización de análisis de laboratorio centralizados. Con la modificación de la Directiva de Aguas Residuales Urbanas de la UE de 10 de abril de 2024, la Unión Europea envía una señal clara para la protección del agua: a partir de 2035, los grandes municipios deberán reducir en un 80% la contaminación por microcontaminantes en las aguas residuales, mediante una recogida de datos más exhaustiva y un tratamiento específico [1].
En la actualidad, los microcontaminantes suelen analizarse a partir de muestras individuales que se transportan a laboratorios centrales y se examinan allí. Este método requiere mucho tiempo y no permite dar una respuesta inmediata a la contaminación aguda. El proyecto de investigación "MikroGraph" aborda este reto con un innovador sistema de medición capaz de registrar la concentración de contaminantes directamente in situ, lo que permite detectarlos de forma rápida y fiable.
El nuevo proyecto conjunto de Turingia reúne a destacadas instituciones de investigación y empresas de Turingia:
- Universidad Friedrich Schiller de Jena(coordinador Prof. Dr. Andrey Turchanin, AG Turchanin: desarrollo de nuevos sensores basados en el material 2D grafeno, AG Stelter: perfeccionamiento de la tecnología de columnas de separación)
- Analytik Jena GmbH+Co KG (comparación con la nueva tecnología de espectrometría de masas de referencia y la analítica existente)
- Instituto Leibniz de Tecnología Fotónica (producción de componentes litográficos)
- IMMS - Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH (IMMS GmbH) & LUCAS Instruments GmbH(adquisición y control electrónico de datos)
- Microfluidic ChipShop GmbH(desarrollo de microfluidos)
El sistema MikroGraph se basa en una novedosa tecnología de transistores de efecto de campo de grafeno, que se combina con componentes probados de columna de separación y espectrometría de masas. El objetivo es crear un sistema de medición modular, altamente sensible y personalizable, adecuado no sólo para plantas de tratamiento de aguas residuales, sino también para otras aplicaciones en sanidad y protección civil.
"La combinación de la tecnología de sensores de grafeno de alta sensibilidad y la innovadora tecnología de laboratorio abre nuevas posibilidades para el análisis medioambiental", explica Oliver Klaeffling, Director General del Grupo Analytik Jena. "De este modo contribuimos de forma importante a la aplicación de la futura normativa de la UE y a la salvaguarda sostenible de la calidad del agua."
En vista del cambio climático, el aumento de la población y la creciente demanda de agua potable, los proveedores de agua, la industria y la agricultura dependerán cada vez más del agua bruta procedente de lagos, ríos y filtrados bancarios. El aumento simultáneo de la contaminación de las aguas superficiales se está convirtiendo en un reto cada vez mayor.
Los nuevos sistemas de sensores pueden contribuir decisivamente a proteger la salud de los consumidores y, al mismo tiempo, controlar continuamente la eficacia de los procesos de depuración.
El proyecto MikroGraph está financiado por el Estado Libre de Turingia, representado por el Ministerio de Economía, Agricultura y Medio Rural de Turingia, con más de 2 millones de euros del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER).
La nueva red de investigación de Turingia tiene el potencial de superar el estado actual de la técnica en materia de análisis medioambiental y de reforzar significativamente la localización mediante nuevos procesos, productos y servicios en los ámbitos de la vida sana y la economía de la salud y de la energía sostenible y la utilización de recursos.
[1] El Reglamento (UE) 2020/741 regula la reutilización del agua en la UE desde el 26 de julio de 2023 y permite el uso de aguas residuales tratadas para el riego agrícola cumpliendo estrictas normas de calidad. Hasta la fecha, los microcontaminantes se han medido de forma centralizada, lo que ha supuesto costes elevados. En el futuro, las redes locales de sensores permitirán un control automatizado in situ para alcanzar los objetivos medioambientales de forma más eficiente.
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