Provar maquinações criminosas pode ser difícil - por exemplo, quando os envolvidos descarregam águas residuais perigosas em esgotos. Um novo sistema de sensor desenvolvido por pesquisadores da Fraunhofer e seus parceiros poderá em breve ajudar as agências de segurança a estabelecer irregularidades:colocado em um canal de esgoto, detecta substâncias relevantes e ajuda a isolar e expor os poluidores.

Sempre há uma ovelha negra, e a indústria não é exceção. Embora a maioria das empresas descarte suas águas residuais de maneira adequada, alguns querem evitar os custos associados, então, eles silenciosamente e secretamente descarregam suas águas residuais perigosas nos canais de esgoto. Em geral, agências de segurança atualmente não têm meios de detectar esse tipo de crime ambiental em larga escala - fazer isso excederia em muito sua capacidade de força de trabalho. Mas esse esgoto ilegal representa grandes desafios para os operadores de instalações de tratamento de águas residuais e pode até mesmo resultar na rotatividade das lagoas de tratamento de águas residuais afetadas.

Detecção de poluentes em águas residuais

Um novo sistema de sensores poderá em breve tornar mais fácil para as agências de segurança descobrirem esses tipos de crimes. A tecnologia foi desenvolvida por pesquisadores dos Institutos Fraunhofer para Circuitos Integrados IIS e para Confiabilidade e Microintegração IZM, juntamente com seus parceiros no projeto microMole da UE. "O sistema de sensor é projetado para detectar certas substâncias que são normalmente encontradas em águas residuais afetadas, "explica o Dr. Matthias Völker, gerente de grupo na Fraunhofer IIS. "É composto por dois componentes de sensor - sensores físicos e um sensor químico - bem como um sistema de gerenciamento de energia, um sistema de controle e comunicação e um sistema de amostragem. "Se águas residuais contaminadas causam problemas repetidamente em estações de tratamento de águas residuais, agências de segurança poderiam examinar o sistema de esgoto em certos pontos e, fazendo várias medições, aproxime-se gradualmente e, por fim, exponha o perpetrador.

Para fazer as medições, um robô coloca três anéis no tubo de esgoto. O primeiro anel está posicionado diretamente na frente da entrada da empresa suspeita e o segundo diretamente atrás dela. Ambos os anéis são equipados com um sensor físico para medir vários parâmetros, como temperatura, pH e condutividade da água. Os dois anéis se comunicam sem fio e comparam os dados de medição de seus sensores. Diferentes medições podem ser devido ao despejo de águas residuais perigosas do edifício em questão. O terceiro toque, que é montado um pouco mais atrás no canal de esgoto, está equipado com um sensor químico e um sistema de amostragem. Se o segundo anel transmitir um sinal especial, esses sistemas "despertam". Uma microbomba retira alguns microlitros da água residual, dilui e canaliza para o sensor químico, que apresenta seis eletrodos, cada um revestido com um revestimento de polímero especial. A característica única desse sistema é que essas camadas de polímero contêm várias lacunas, cada uma com o tamanho perfeito para acomodar certos poluentes - como peças de um quebra-cabeça. Quando esses poluentes se ligam à camada de polímero, suas mudanças de capacidade elétrica, então, quando os eletrodos detectam tal mudança, sugere que as águas residuais contêm certos poluentes. Contudo, isso não pode ser usado como prova em um tribunal de justiça, assim, o sistema também extrai uma pequena amostra da água residual que pode então ser completamente testada manualmente no laboratório. Para permitir que o sensor químico seja usado para medições múltiplas, uma solução de limpeza limpa as moléculas anexadas novamente após cada medição.

O sistema de sensor foi criado em um esforço colaborativo entre várias instituições de pesquisa e outros parceiros. Os pesquisadores Fraunhofer IIS desenvolveram a eletrônica, a aquisição e avaliação do sinal do módulo sensor, e o fornecimento de energia do sistema. Seus colegas da Fraunhofer IZM foram responsáveis ​​pelo sistema BUS no anel de metal e pelo projeto dos contatos do plugue à prova d'água para os componentes individuais e a caixa à prova d'água e à prova de produtos químicos. Eles também miniaturizaram os sensores físicos.

Execução de teste em grande escala planejada

Os componentes foram testados individualmente em laboratórios de parceiros do projeto, em seguida, todos juntos em um sistema de esgoto artificial com esgoto real. Na terceira etapa, diferentes componentes foram testados em uma tubulação de esgoto real. Os resultados iniciais são promissores:"O sistema detectou esgoto suspeito e acionou um alarme correspondente, "resume Harald Pötter, chefe de departamento da Fraunhofer IZM. Como parte de um projeto de acompanhamento, os pesquisadores do Fraunhofer IZM agora desejam realizar um teste em grande escala dos sensores físicos do sistema com parceiros em cinco cidades europeias.