La reducción de la presencia de residuos plásticos en el sector de la agricultura, así como en otros tantos, es un objetivo globalmente compartido. En el proyecto AP-WASTE se aborda este tema desde una bastante considerablemente sostenible: la utilización de insectos para la biodegradación de forma natural de remanentes plásticos de diversos tipos. Dicha estrategia plantea una revolución ecológica y fácilmente reproducible que, en el más optimista d ellos casos, permitiría un incremento de hasta un 50% en la recolección y gestión de los residuos plásticos agrícolas hasta 2025. Para cumplir con los objetivos marcados en el proyecto cuenta con la participación de entidades como SIGFITO, la UNIV. MIGUEL HERNÁNDEZ, REPSOL, ITENE, PROTEINSECTA, IRIS TECHNOLOGY SOLUTIONS, entre otros.
El proyecto AP-WASTE, liderado por la Asociación Agraria de Jóvenes Agricultores y del cual IRIS forma parte prestando servicio en la parte técnica y analítica, es pionero en España tanto por transversalidad como por ambición e innovación. Desde IRIS, buscamos proveer soluciones tecnológicas pioneras, eficaces y sostenibles, basadas en técnicas de análisis no invasivas ni agresivas. Para dichos fines, IRIS desarrolla la detección, identificación y cuantificación de restos plásticos utilizando tanto la captación y el análisis de imágenes hiperespectrales (HSI) como la espectroscopía basada en el infrarrojo cercano (NIR). Ambas técnicas, sumadas a la versatilidad y portabilidad de los equipos utilizados desarrollados en IRIS, pueden conllevar un avance titánico en la detección y gestión de residuos plásticos.
Figura 1: Equipos de la gama VISUM desarrollados por IRIS con posible uso y aplicación en AP-WASTE.
La Figura 2 muestra una descripción esquemática de la utilización de las tecnologías HSI y NIR para la detección y cuantificación de plásticos que se está llevando a cabo en AP-WATE. A nivel básico, cada tipo de plástico de interés debe ser estudiado e incorporado a modo de registro para su posterior detección tanto en el laboratorio como en el campo de ser necesario. Sin embargo, para su posible cuantificación, también es necesario conocer la capacidad de respuesta de la muestra de plástico en función de su cantidad, por lo que una calibración previa es necesaria. Ambos tipos de información convergen en lo que se denomina el modelo predictivo, que nos servirá para un estudio no invasivo. Otro punto importante a tener en cuenta es el tipo de muestra y su matriz, ya que se requieren diferentes puestas a punto para mediciones, por ejemplo, de suelo, guano o incluso de las propias larvas que fagocitan el plástico. Este último punto es uno de los grandes retos a completar dentro del proyecto AP-WASTE; pudiéndolo hacer extensible a la detección de otros compuestos y partículas, poniendo de manifiesto el gran valor y la versatilidad de las técnicas de vanguardia utilizadas dentro del proyecto. Actualmente, entre un 94% y un 98% de los espectros registrados para los plásticos estudiados se distinguen correctamente, permitiendo una buena clasificación y separación de LDPE, HDPE y PS.
Figura 2: Representación esquemática del proceso de detección y cuantificación
Una potencial aplicación de las técnicas basadas en fotónica que IRIS plantea en esta segunda etapa de AP-WASTE es la detección de microplásticos, con especial interés en el análisis de las muestras recogidas después del proceso de biodegradación llevado a cabo por los insectos. La medición del tamaño de partícula brinda un parámetro claro para monitorización de la degradación de plásticos a nivel estructural, llegando incluso a resoluciones de nivel microscópico. La Figura 3 muestra un ejemplo representativo del procesado de imagen para el estudio del tamaño de partícula que se lleva a cabo.
Figura 3: A) Imagen HSI de guano con microplásticos añadidos captada sobre fondo negro. B) Imagen binaria construida a partir de la imagen HSI. C) Imagen binaria en la que se ha podido aislar las partículas de plástico (amarillo) de la matriz y el fondo.
Según fuentes propulsoras del proyecto, España se encuentra entre los principales consumidores de plástico agrario a nivel europeo con un volumen de 220.000 toneladas al año, del cual un gran porcentaje se acumula como residuo en el suelo agrícola. Dichos residuos son reciclados en un bajísimo porcentaje y los difíciles tratamientos de recolección y gestión conllevan una enorme emisión de CO2. Gracias a AP-WASTE, un horizonte un poco más sostenible es posible para más de 42.000 agricultores a lo largo del territorio español, tanto a nivel económico como productivo y competitivo.
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