Identificação e caraterização de polímeros com tecnologia NIR portátil

A indústria de reciclagem de plásticos apresenta uma enorme complexidade para a separação dos diferentes tipos de polímeros e entre as técnicas mais difundidas para este fim estão as espectroscópicas. Não vamos discutir todas elas neste artigo, pois isso implicaria mergulhar no mundo da I&D, das novas tecnologias de deteção em linha e das suas limitações práticas ou económicas na tentativa de alcançar os padrões ambiciosos em termos de reciclagem e circularidade da União Europeia.

No entanto, seguindo uma abordagem eminentemente prática, uma forma ágil e eficaz de identificar diferentes compostos ou misturas de plásticos para reciclagem ou reutilização industrial é através da espetroscopia NIR. Esta técnica baseia-se na interação da luz com a matéria e permite observar as diferentes absorções produzidas pelas vibrações das ligações entre os átomos dos polímeros. Como resultado, obtém-se um espetro caraterístico de cada tipo de plástico, que pode ser quantificado e classificado através de um modelo preditivo de aprendizagem automática.

The Visum Palm™ analyzer, a portable NIR instrument operating in the SWIR range (1-1.7 μm), is particularly suitable for successful quantitative (composition) and qualitative (identification and classification) characterization of a wide variety of materials and mixtures. For this reason, the use of the Visum Palm™ leads to significant savings in analytical workload and substantial reductions in waiting time.

Além disso, o seu carácter ubíquo – devido à sua portabilidade – e a possibilidade de o programar para determinar vários parâmetros ao mesmo tempo, permite a sua utilização numa grande variedade de tarefas analíticas na linha de produção, em armazéns logísticos e até mesmo em estudos de investigação aplicada e no desenvolvimento de modelos próprios realizados pela AIMPLAS, uma referência no sector dos plásticos em Espanha.

Principais características e vantagens genéricas da espetroscopia SWIR:

• Determinação de múltiplos parâmetros com um único instrumento.
• Análise contínua e em tempo real para a correção automática e instantânea dos parâmetros do processo.
• Determinações não destrutivas sem preparação de amostras.
• Excelente repetibilidade.
• A sua utilização não requer operadores qualificados.

Embora existam vários instrumentos NIR portáteis no mercado, é essencial ter em conta a gama espetral com que o instrumento trabalha e o tamanho do ponto (ponto de medição) para garantir a representatividade da leitura em relação à amostra. O sistema Visum Palm™ apresenta um ponto de 10 mm e um espetrofotómetro potente que funciona na gama de 900-1700 nm.

O instrumento Visum Palm™ inclui uma biblioteca de modelos para leitura e determinação na linha, sem preparação de amostras e em poucos segundos, que permite a caraterização de um grande número de polímeros, incluindo PET (politereftalato de etileno), HDPE (polietileno de alta densidade), LDPE (polietileno de baixa densidade), PP (polipropileno), PS (poliestireno), PVC (cloreto de vinilo ou polivinilo), PC (policarbonato), ABS (acrilonitrilo butadieno estireno), para citar alguns, incluindo misturas mais complexas.

A identificação e a separação são importantes no fabrico de polímeros, uma vez que, para reprocessar os resíduos de plástico, os fabricantes têm de garantir que os materiais poliméricos são tão puros e limpos quanto possível e, evidentemente, o preço que os fabricantes pagam aos recicladores pelos resíduos de plástico que fornecem depende disso. Além disso, baixos níveis de impurezas podem já afetar consideravelmente a qualidade e o rendimento de um lote de reciclagem completo. Neste contexto, as técnicas de espetroscopia combinadas com modelos de aprendizagem automática permitem introduzir importantes automatismos e controlos de qualidade sensíveis às necessidades da indústria.