Probar las maquinaciones criminales puede ser difícil, por ejemplo, cuando los involucrados descargan secretamente aguas residuales peligrosas en las alcantarillas. Un nuevo sistema de sensores desarrollado por los investigadores de Fraunhofer y sus socios pronto podría ayudar a las agencias de seguridad a determinar las irregularidades:colocado en un canal de alcantarillado, detecta sustancias relevantes y ayuda a aislar y exponer a los contaminadores.

Siempre hay una oveja negra y la industria no es una excepción. Si bien la mayoría de las empresas eliminan sus aguas residuales de manera adecuada, algunos quieren evitar los costos asociados, por lo que, silenciosa y subrepticiamente, descargan sus peligrosas aguas residuales en los canales de alcantarillado. En general, Las agencias de seguridad actualmente no tienen medios para detectar este tipo de delito ambiental a gran escala; hacerlo excedería con creces la capacidad de su fuerza laboral. Pero estas aguas residuales ilegales presentan grandes desafíos para los operadores de las instalaciones de tratamiento de aguas residuales e incluso pueden resultar en la rotación de los estanques de tratamiento de aguas residuales afectados.

Detección de contaminantes en aguas residuales

Un nuevo sistema de sensores pronto podría facilitar que las agencias de seguridad descubran este tipo de delitos. La tecnología fue desarrollada por investigadores de los Institutos Fraunhofer de Circuitos Integrados IIS y de Confiabilidad y Microintegración IZM. junto con sus socios en el proyecto microMole de la UE. "El sistema de sensores está diseñado para detectar ciertas sustancias que normalmente se encuentran en las aguas residuales afectadas, "explica el Dr. Matthias Völker, gerente de grupo en Fraunhofer IIS. "Consta de dos componentes de sensores, sensores físicos y un sensor químico, así como un sistema de gestión de energía, un sistema de control y comunicación y un sistema de muestreo. "Si las aguas residuales contaminadas causan problemas repetidamente en las plantas de tratamiento de aguas residuales, Las agencias de seguridad podrían examinar el sistema de alcantarillado en ciertos puntos y, tomando múltiples medidas, acercarse gradualmente y finalmente exponer al perpetrador.

Para tomar las medidas, un robot coloca tres anillos en la tubería de alcantarillado. El primer anillo se coloca directamente frente a la entrada de la empresa sospechosa y el segundo directamente detrás. Ambos anillos están equipados con un sensor físico para medir varios parámetros, como la temperatura, pH y conductividad del agua. Los dos anillos se comunican entre sí de forma inalámbrica y comparan los datos de medición de sus sensores. Las diferencias en las mediciones pueden deberse a que se han descargado aguas residuales peligrosas del edificio en cuestión. El tercer anillo que está montado un poco más atrás en el canal de alcantarillado, está equipado con un sensor químico y un sistema de muestreo. Si el segundo timbre transmite una señal especial, estos sistemas "despiertan". Una microbomba extrae unos microlitros de las aguas residuales, lo diluye y lo canaliza al sensor químico, que cuenta con seis electrodos que están recubiertos cada uno con un recubrimiento de polímero especial. La característica única de este sistema es que estas capas de polímero contienen varios espacios que tienen el tamaño perfecto para adaptarse a ciertos contaminantes, como piezas de un rompecabezas. Cuando estos contaminantes se unen a la capa de polímero, su capacidad eléctrica cambia, así que cuando los electrodos detectan tal cambio, sugiere que las aguas residuales contienen ciertos contaminantes. Sin embargo, esto no se puede utilizar como prueba en un tribunal de justicia, por lo que el sistema también extrae una pequeña muestra de las aguas residuales que luego se puede analizar a fondo a mano en el laboratorio. Para permitir que el sensor químico se utilice para múltiples mediciones, una solución de limpieza enjuaga las moléculas adheridas nuevamente después de cada medición.

El sistema de sensores se creó en un esfuerzo de colaboración entre varias instituciones de investigación y otros socios. Los investigadores de Fraunhofer IIS desarrollaron la electrónica, la adquisición y evaluación de la señal del módulo sensor, y el suministro de energía del sistema. Sus colegas de Fraunhofer IZM fueron responsables del sistema BUS en el anillo de metal y del diseño de los contactos de enchufe a prueba de agua para los componentes individuales y la carcasa impermeable y a prueba de químicos. También miniaturizaron los sensores físicos.

Ejecución de prueba a gran escala planificada

Los componentes se probaron primero individualmente en los laboratorios de los socios del proyecto, luego todos juntos en un sistema de aguas residuales artificiales con aguas residuales reales. En el tercer paso, Se probaron diferentes componentes en una tubería de alcantarillado real. Los resultados iniciales son prometedores:"El sistema detectó aguas residuales sospechosas y activó la alarma correspondiente, "resume Harald Pötter, jefe de departamento de Fraunhofer IZM. Como parte de un proyecto de seguimiento, Los investigadores de Fraunhofer IZM ahora quieren realizar una prueba a gran escala de los sensores físicos del sistema con socios en cinco ciudades europeas.