Cómo utilizan la IA los robots de reciclaje para mejorar la gestión de residuos

Cómo utilizan la IA los robots de reciclaje para mejorar la gestión de residuos

AI and machine vision, Economía circular
Cómo utilizan la IA los robots de reciclaje para mejorar la gestión de residuos
Las instalaciones para recuperación de materiales o MRF (Material Recovery Facility) acogen enormes volúmenes de desechos que deben clasificar diariamente. La envergadura del trabajo implica que la clasificación manual sea pausada, costosa e ineficiente. Sin embargo, gracias a los avances tecnológicos, todo aquello que desechamos y que antaño acababa abandonado en vertederos, se puede ahora identificar, seleccionar, clasificar y analizar a gran velocidad y precisión, gracias a los separadores ópticos y los robots de reciclaje, algunos de los cuales ya integran inteligencia artificial (IA), como los que comercializa PICVISA.

Suponen un paso más en la automatización de los procesos, pues realizan con eficacia y eficiencia un exhaustivo control de calidad en la fase final del proceso, algo que ahora se hace manualmente en la mayoría de los casos. Además, pueden manejar productos peligrosos e identificar aquellos que tienen una forma muy concreta. El trabajo en los RMF mejora gracias a la colaboración entre el ser humano y los robots, pues estos cuentan con la capacidad de identificar los materiales con los que están fabricados los objetos residuales, aportando a la gestión del reciclaje un conocimiento y una habilidades que superan a los operarios, al acumular datos con los que extraer patrones útiles para realizar predicciones.

La introducción de estos robots en la industria se podría ver como una amenaza, por la posible pérdida de puestos de trabajo de baja cualificación o cuyo desempeño entrañe cierto peligro. Pero lo cierto es que la adopción de estas máquinas poderosas requiere crear nuevos puestos, con mayor valor añadido, al estar asociados con el diseño de códigos informáticos, programas de software, sistemas de red, etc., es decir, puestos más técnicos, especializados en el mantenimiento de los sistemas automatizados. Y se imparten programas de reentrenamiento para los trabajadores afectados.

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Provistos de sensores, pinzas e incluso con visión óptica, los robots de reciclaje con IA son máquinas programables que pueden ejecutar acciones automáticamente dirigidas mediante programas de software o bots de reciclaje. Estos bots están diseñados por expertos en programación, quienes desarrollan líneas de código específicas que implementan algoritmos, de forma que logran ejecutarlos en una plataforma virtual con objeto de automatizar las tareas o procesos deseados para que los robots de reciclaje los lleven a cabo.

Los bots no dejan de mejorar, provistos como están de aprendizaje automático o machine learning, dado que pueden extraer conocimiento de los datos mediante técnicas como las redes neuronales. Así, se entrenan para detectar la composición de los objetos, sus formas, colores y texturas y, a posteriori, aprenden con supervisión humana a separar los diferentes residuos, con lo que mejora la calidad del material recuperado.

¿Cómo funcionan los robots de reciclaje?
Los ingenieros que han desarrollado robots de reciclaje con IA y visión artificial, como los que comercializa PICVISA, siguen investigando para que sean cada vez más rápidos, hábiles y capaces de gestionar una gama más amplia de formas y tamaños de objetos. Porque, además de ayudar a reducir costos al automatizar operaciones de recolección manual, su tecnología robusta, que se instala fácilmente sobre flujos de desechos existentes, es clave para alcanzar la rentabilidad de las MRF y asegurar el mejor retorno de la inversión en innovación. Estos datos corroboran la ventaja de utilizar robots de reciclaje con IA como los de PICVISA:

Trabajan a gran velocidad, con enorme precisión y un rendimiento absolutamente ininterrumpido 24/7.
Cumplen su cometido incluso mejor que las personas, pues su margen de error es menor.
Clasifican 1.600 artículos por hora con una pureza del 92%.
Ofrecen resultados de calidad con hasta 33.000 objetos recolectados por turno de 10 horas.
Logran un rango de 35-50 picks por minuto, al realizar una selección de materiales o residuos reciclables específicos.
Permiten la extracción automatizada de materiales valorizables contenidos en el flujo de rechazos conducidos a cabina a través de una cinta de transporte.
Pueden separar y eliminar la contaminación de una línea de desechos de flujo dividido, esto es, después de la segregación en diferentes categorías. Por ejemplo, en el caso del vidrio, separan botellas de frascos, etc.; en el grupo de papel y cartón, diferencian periódicos de revistas y cajas, etc., y en el agrupado de metales, distinguen entre latas, aerosoles, etc.
Los operarios que manejan los robots de reciclaje con IA pueden prepararlos para identificar patrones basados en datos, lo que les permite hacer predicciones.
Con la IA se pueden establecer KPI (Indicador Clave de Rendimiento), recibir alertas y notificaciones diarias, etc.
En definitiva, el papel de la robótica inteligente en la gestión de residuos es absolutamente disruptivo: reduce costes, logra tasas de detección más consistentes, aumentando la pureza del material, y mejora la seguridad al recolocar en posiciones de menor riesgo a los operadores. Sin duda, la IA está logrando alcanzar tasas de detección más precisas, aumentando la pureza del material, y reduciendo gastos.

Aplicaciones reales y casos prácticos
Beneficiándose de las tecnologías de IA, las organizaciones líderes del sector optimizan la recolección de residuos, mejoran los procesos de reciclaje y minimizan el impacto ambiental. PICVISA ofrece soluciones tecnológicas punta como ECOPICK, diseñada para aumentar la eficiencia y la calidad en la clasificación y triaje de residuos en las plantas de reciclaje. Con todo, existen en el mercado otras empresas que destacan también por comercializar soluciones innovadoras y por contribuir igualmente a mejorar la recuperación de materiales reciclables y reducir la necesidad de materiales vírgenes.

Como utilizan la IA los robots de reciclaje para mejorar la gestion de residuos
Impulsada por los avances en IA, la industria de la gestión de residuos está experimentando una transformación sin precedentes: robots guiados por sistemas de visión artificial y algoritmos de aprendizaje automático, cámaras de alta resolución, imágenes hiperespectrales, sensores de infrarrojo cercano y análisis predictivo. Los avances no cesan y la clasificación robotizada de residuos mejora continuamente. Veamos qué tipo de objetos pueden manipular los robots de reciclaje con IA:

Recipientes con una forma característica
Por ejemplo, botellas de agua de mar para uso nasal Rhinomer y cápsulas de café. Estas cápsulas, especialmente las de aluminio, se pueden reciclar por separado y los restos de café se usan para utilizar como compost. PICVISA colabora con la Alianza para el Reciclaje de los Pequeños Plásticos, fundada por Nestlé a través de Nescafé Dolce Gusto, cuyo proyecto piloto ha sido la instalación de un robot con IA de PICVISA en la línea de rechazo de material fino de la planta de selección y clasificación de residuos de envases ligeros de Vaersa, en Picassent (Valencia).

Residuos farmacéuticos y sanitarios
Desde los puntos Sigre, clínicas y hospitales se trasladan hasta plantas de clasificación especializadas. Ubicada en Tudela de Duero (Valladolid), Biotran es una instalación pionera a escala mundial, donde la automatización permite asegurar la trazabilidad total de los residuos. Para lograrlo, utiliza ECOPICK, de PICVISA, un robot provisto de IA que puede identificar y clasificar una gran variedad de residuos, lo que permite reciclar posteriormente los materiales de los envases (cartón, papel, plástico, vidrio, metales…) y que los restos de los medicamentos sean entregados a gestores especializados para su eliminación. ECOPICK está equipado con una ventosa especial de Ø20mm, configurada para separar por succión ocho materiales diferentes y alcanzar una pureza del 95%. Su instalación se realiza en cuatro fases: puesta en marcha, comprobaciones de dataset, pruebas de rendimiento y comprobación de tablas de garantías.

Aparatos electrónicos
Los robots con visión artificial pueden identificar metales valiosos en los residuos electrónicos por su forma, color y materiales. Esto resulta difícil para los humanos, pues los residuos electrónicos suelen contener una mezcla de elementos. La empresa de robótica Molg comercializa productos con brazos robóticos e IA capaces de desarmar aparatos electrónicos y facilitar así la clasificación de las piezas reciclables.

Plásticos difíciles de reciclar
Reciclar plásticos es un desafío porque muchos de ellos no se pueden combinar; requieren diferentes tipos de procesamiento para ser reutilizables. El estadounidense Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST por sus siglas en inglés, National Institute of Standards and Technology) utiliza espectroscopia infrarroja con robots de IA para identificar la huella de plásticos específicos y separarlos según corresponda.

Papel, metales, vidrio…
Ya existen robots de IA que, con sus cámaras, sensores y espectroscopia, pueden identificar a gran velocidad diferentes materiales: papel, metales, vidrio y plásticos.

La IA es capaz de identificar los materiales por medios visuales y analizar su composición química. Incluso pueden identificar la marca de un artículo, un avance que permitiría responsabilizar a las empresas de sus prácticas insostenibles. Además, el aprendizaje automático perfecciona estos sistemas de IA para que puedan adaptarse a nuevos materiales.

‍Todos los países afrontan importantes desafíos de cara a optimizar la recolección de residuos, mejorar los procesos de reciclaje y minimizar el impacto ambiental. Afortunadamente, a medida que las tasas de reciclaje continúan aumentando en todo el mundo, los robots de reciclaje con IA desempeñarán un papel cada vez más importante. De hecho, las empresas que ya los utilizan están más cerca de transitar desde una economía lineal a la tan necesaria economía circular, un modelo para hacer más sostenible la actividad de las comunidades humanas.

Invertir en robots de reciclaje con IA resulta rentable. Y el futuro es prometedor: la IA ayudará a reconocer el rendimiento de la instalación mediante la captura de datos en cualquier punto del flujo de reciclaje. Aquellas organizaciones que implementen antes robots de reciclaje con IA aumentarán su competitividad en un mercado cada vez más exigente..