En este Proyecto de Fin de Grado, titulado «Desarrollo y evaluación de un sistema para la caracterización de microplásticos mediante el uso de imágenes hiperespectrales», se propone comprobar la viabilidad de detección de microplásticos en medio seco y acuoso observando su respuesta en transmitancia y reflectancia mediante el análisis del espectro electromagnético en el rango infrarrojo cercano (NIR) con la ayuda de una cámara hiperespectral, cuya tecnología se basa en la detección de la capacidad de un material de absorber o transmitir energía en un rango de longitudes de onda concretas.
Se estima que desde 1950 el ser humano ha producido más de 9.000 millones de toneladas métricas de plástico; solo el 9% de este plástico se ha reciclado adecuadamente, provocando gran cantidad de desechos esparcidos por el mundo. Estos deshechos acaban siendo degradados y transformados en microplásticos, partículas menores a los 5 mm generados por la acción de diversos agentes (humanos o naturales). La dispersión de estas partículas está contaminando suelos y grandes masas de agua, suponiendo un grave problema ecológico y de salud pública.
Por ello, es necesario el uso de nuevas tecnologías para realizar una detección de este contaminante y posteriormente una retirada para su correcto reciclado. Este PFG se centra en la detección de microplásticos mediante el uso de una cámara hiperespectral en medio seco y acuoso.
Los experimentos realizados en este PFG han permitido, en primera instancia, obtener las firmas espectrales características de una serie de tipos de plásticos seleccionados, realizando una comparación con las del estado del arte, verificando así el correcto funcionamiento del sistema de captura desarrollado. Una vez verificado, se generaron microplásticos a partir de los plásticos suministrados y se procedió a realizar un estudio de estas partículas menores. En esta última fase del proyecto se comprobó la viabilidad del sistema para detectar MP en medio seco. Sin embargo, se observó que en medio acuoso la acción del agua dificulta la detección de partículas menores al milímetro de diámetro.
Abstract:
In this bachelor’s thesis, entitled «Development and evaluation of a system for the characterization of microplastics using hyperspectral imaging», we propose to test the feasibility of detecting microplastics in dry and aqueous media by observing their transmittance and reflectance response through the analysis of the electromagnetic spectrum in the near-infrared range (NIR) with the help of a hyperspectral camera, whose technology is based on the detection of the ability of a material to absorb or transmit energy in a range of specific wavelengths.
It is estimated that since 1950, humans have produced more than 9 billion metric tons of plastic; only 9% of this plastic has been properly recycled, resulting in a large amount of waste strewn around the world. This waste ends up being degraded and transformed into microplastics, particles smaller than 5 mm generated by the action of various agents (human or natural). The dispersion of these particles is contaminating soils and large bodies of water, posing a serious ecological and public health problem.
Therefore, it is necessary to use new technologies to detect this pollutant and subsequently remove it for proper recycling. This thesis focuses on the detection of microplastics using a hyperspectral camera in dry and aqueous media.
The experiments carried out in this thesis have allowed, in the first instance, to obtain the characteristic spectral signatures of a series of selected types of plastics, making a comparison with those of the state of the art, thus verifying the correct operation of the developed capture system. Once verified, microplastics were generated from the plastics supplied and a study of these smaller particles was carried out. In this last phase of the project, the viability of the system for detecting MP in dry media was verified. However, it was observed that in aqueous media the action of water hinders the detection of particles smaller than a millimeter in diameter.
En este Proyecto de Fin de Grado, titulado «Desarrollo y evaluación de un sistema para la caracterización de microplásticos mediante el uso de imágenes hiperespectrales», se propone comprobar la viabilidad de detección de microplásticos en medio seco y acuoso observando su respuesta en transmitancia y reflectancia mediante el análisis del espectro electromagnético en el rango infrarrojo cercano (NIR) con la ayuda de una cámara hiperespectral, cuya tecnología se basa en la detección de la capacidad de un material de absorber o transmitir energía en un rango de longitudes de onda concretas.
Se estima que desde 1950 el ser humano ha producido más de 9.000 millones de toneladas métricas de plástico; solo el 9% de este plástico se ha reciclado adecuadamente, provocando gran cantidad de desechos esparcidos por el mundo. Estos deshechos acaban siendo degradados y transformados en microplásticos, partículas menores a los 5 mm generados por la acción de diversos agentes (humanos o naturales). La dispersión de estas partículas está contaminando suelos y grandes masas de agua, suponiendo un grave problema ecológico y de salud pública.
Por ello, es necesario el uso de nuevas tecnologías para realizar una detección de este contaminante y posteriormente una retirada para su correcto reciclado. Este PFG se centra en la detección de microplásticos mediante el uso de una cámara hiperespectral en medio seco y acuoso.
Los experimentos realizados en este PFG han permitido, en primera instancia, obtener las firmas espectrales características de una serie de tipos de plásticos seleccionados, realizando una comparación con las del estado del arte, verificando así el correcto funcionamiento del sistema de captura desarrollado. Una vez verificado, se generaron microplásticos a partir de los plásticos suministrados y se procedió a realizar un estudio de estas partículas menores. En esta última fase del proyecto se comprobó la viabilidad del sistema para detectar MP en medio seco. Sin embargo, se observó que en medio acuoso la acción del agua dificulta la detección de partículas menores al milímetro de diámetro.
Abstract:
In this bachelor’s thesis, entitled «Development and evaluation of a system for the characterization of microplastics using hyperspectral imaging», we propose to test the feasibility of detecting microplastics in dry and aqueous media by observing their transmittance and reflectance response through the analysis of the electromagnetic spectrum in the near-infrared range (NIR) with the help of a hyperspectral camera, whose technology is based on the detection of the ability of a material to absorb or transmit energy in a range of specific wavelengths.
It is estimated that since 1950, humans have produced more than 9 billion metric tons of plastic; only 9% of this plastic has been properly recycled, resulting in a large amount of waste strewn around the world. This waste ends up being degraded and transformed into microplastics, particles smaller than 5 mm generated by the action of various agents (human or natural). The dispersion of these particles is contaminating soils and large bodies of water, posing a serious ecological and public health problem.
Therefore, it is necessary to use new technologies to detect this pollutant and subsequently remove it for proper recycling. This thesis focuses on the detection of microplastics using a hyperspectral camera in dry and aqueous media.
The experiments carried out in this thesis have allowed, in the first instance, to obtain the characteristic spectral signatures of a series of selected types of plastics, making a comparison with those of the state of the art, thus verifying the correct operation of the developed capture system. Once verified, microplastics were generated from the plastics supplied and a study of these smaller particles was carried out. In this last phase of the project, the viability of the system for detecting MP in dry media was verified. However, it was observed that in aqueous media the action of water hinders the detection of particles smaller than a millimeter in diameter. Read More
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