Sensor cuántico mejora el control de procesos y calidad mediante análisis de partículas en tiempo real

El sensor cuántico de partículas detecta y clasifica las partículas en líquidos, gases o en forma de polvo según su tamaño, cantidad, composición y, en el futuro, forma.

En los procesos de análisis y fabricación, así como en la tecnología de laboratorio y procesos, la calidad de las materias primas y de los materiales de partida juega un papel decisivo. Información detallada sobre tamaño, cantidad, composición y distribución de partículas contribuye al control del proceso y a la garantía de calidad. En la feria Analytica en Múnich, la startup de alta tecnología de Stuttgart Q.ANT presenta un sensor compacto de partículas para aplicaciones industriales, con el que se pueden captar estos parámetros en tiempo real. El sensor patentado, basado en tecnología cuántica, ofrece un valor añadido real para numerosos sectores: desde la fabricación aditiva hasta la biotecnología, la industria cerámica, la industria de materiales y química, hasta el tratamiento de agua, la tecnología médica y la cosmética.

Reconocimiento acelerado de formas sin cámara

En lugar de tomar muestras y analizarlas en el laboratorio, lo cual sigue siendo estándar en muchos sectores, los usuarios reciben una retroalimentación inmediata sobre la calidad y composición de los ingredientes. El sensor detecta y analiza partículas en materias primas y materiales de partida, independientemente del medio, que puede ser líquido, gaseoso o en forma de polvo. Esto permite el control del proceso, la optimización y la gestión de la calidad en tiempo real. Además de tamaño, cantidad y distribución de las partículas individuales, el sensor desarrollado por Q.ANT podrá en el futuro clasificar en tiempo real la forma de las partículas. Esto es posible gracias a la tecnología cuántica utilizada en conjunto con una IA, que puede ser entrenada para distinguir formas predefinidas, como partículas elípticas o esféricas de partículas redondas, permitiendo también identificar aglomerados. Para ello, la IA debe ser entrenada en ciertos "casos de uso", es decir, aplicaciones específicas.

Numerosos campos de aplicación

Existen muchos sectores y aplicaciones para el sensor de partículas, que también puede emplearse junto con otros métodos y mecanismos de medición. Por ejemplo, el sensor cuántico puede monitorizar células de algas en biorreactores y detectar, por ejemplo, células muertas cuando cambian de forma. La regulación del sistema puede intervenir de forma reguladora sin necesidad de extraer muestras del reactor. Otro ejemplo es el tratamiento de agua: la IA detecta contaminaciones, por ejemplo, mediante bacterias o gérmenes difíciles de detectar, lo que permite realizar inferencias sobre el proceso de limpieza. En la fabricación aditiva mediante impresión 3D, así como en la industria de metales, cerámica y cemento, el sensor cuántico analiza diferentes granulometrías de polvo, de las cuales pueden derivarse propiedades específicas del material. Otros posibles campos de aplicación son la industria química y la cosmética, incluyendo el análisis de pigmentos para el desarrollo de colores y texturas.

Q.ANT ofrece asociaciones para casos de uso específicos

Para desarrollar casos de uso específicos, Q.ANT ofrece asociaciones a empresas interesadas. "Ofrecemos a la industria acceso temprano a esta nueva solución para problemas especialmente desafiantes, sin tener que pasar por largos ciclos de desarrollo", dice Vanessa Bader, ingeniera de proyectos para clientes en Q.ANT. "Nuestros socios tienen la posibilidad de integrar conjuntamente el sensor cuántico en sus procesos de fabricación y adaptarlo a sus casos de uso." Q.ANT, que ha patentado la nueva tecnología, actualmente ofrece dos sensores de partículas con diferentes rangos de medición: de 2 a 50 micrómetros y de 20 a 700 micrómetros. "Con este rango cubrimos la mayoría de las aplicaciones en la fabricación industrial", afirma Bader. Los proyectos piloto indican una calidad de datos muy alta. Por ejemplo, la IA puede distinguir entre aglomerados de partículas en polvos metálicos y partículas individuales del mismo tamaño.

El sensor compacto es fácil de manejar y se integra rápidamente

Otra ventaja: el sensor cuántico compacto cabe en cualquier mesa de laboratorio, el sistema es más rápido y fácil de manejar en comparación con la costosa y laboriosa toma de muestras convencional para analizar partículas. Además del equipo de laboratorio, en el programa de socios se desarrollan sistemas de alimentación para integrar el sensor en línea en los procesos. Basta un ordenador normal para transmitir y visualizar los datos medidos. A través de un sitio web en el navegador, el sensor está listo para su uso inmediato. "No es necesario instalar nada, no se requiere potencia de cálculo adicional ni entrenamiento complicado para el personal", explica Bader.