¿Hemos reciclado bien?
La gestión inteligente de residuos orgánicos aumenta las tasas de reciclaje y minimiza el volumen de desechos
La gestión inteligente de residuos es una tarea fundamental dentro del concepto de "smart city", es decir, aquellos núcleos urbanos que utilizan tecnologías innovadoras y soluciones basadas en datos para gestionar sus infraestructuras y necesidades. La "ciudad inteligente" busca mejorar la calidad de vida de sus habitantes, minimizar el impacto ambiental y utilizar los recursos de forma más eficiente. En este sentido, la protección de recursos no solo implica reciclar, sino también aplicar enfoques más innovadores a la recogida, el reciclaje y la eliminación de residuos. El empleo de sistemas eficientes de recogida de residuos es, por tanto, uno de los pilares fundamentales del concepto de ciudad inteligente. En Alemania, además, a partir del 1 de mayo de 2025 a más tardar los residuos orgánicos entregados para compostaje o fermentación solo podrán contener como máximo un 3,0% en peso de impurezas en el momento de su puesta a disposición. La empresa c-trace GmbH, con sede en la localidad alemana de Bielefeld, afronta este reto con su solución c-detect, basada en inteligencia artificial. Este experto en soluciones tecnológicas para la logística de residuos está especializado en el desarrollo de sistemas telemáticos para la recogida de biorresiduos domésticos libres de impurezas. Cuanto menos se mezclen los residuos orgánicos con otro tipo de residuos, menor será el coste y el tiempo que deberá invertirse en la eliminación de los desechos resultantes. Esto permite además incrementar la cantidad y la calidad de los biorresiduos compostables y, con ello, la del producto final que se comercializa, que con el tiempo se ha convertido en una importante materia prima. Con el fin de garantizar la mayor pureza posible de los residuos orgánicos para su posterior procesamiento, la empresa ha desarrollado el primer sistema basado en IA para detectar materias extrañas durante su recogida.
Camiones de basura que ven gracias a las cámaras IDS
"Los cuerpos extraños —sobre todo plásticos— presentes en la basura orgánica acarrean costes elevados y dificultan o incluso imposibilitan el reciclaje", explica Jan Birkhold, ingeniero de ventas de c-trace. El sistema de visión artificial c-detect combina el software inteligente desarrollado por c-trace con cámaras industriales uEye FA de IDS, unos modelos de cámara extremadamente potentes y robustos que permiten ver el contenido del contenedor de basura orgánica mediante "TopView" o "InsideView".
Con la ayuda de dos cámaras, c-trace utiliza la tecnología de detección de objetos para identificar todos los materiales y cuerpos extraños que no se corresponden con un residuo orgánico. A partir de modelos entrenados, detecta impurezas como bolsas de plástico o metales y está previsto que, en un futuro, sea también capaz de distinguir entre bolsas de plástico normales y biodegradables. El sistema registra tanto imágenes estáticas (TopView) como imágenes dinámicas del proceso de vertido (InsideView) para después procesarlas y documentarlas a través de la verificación de imágenes. El contenido del contenedor orgánico se analiza inmediatamente en el camión mediante inteligencia artificial entrenada. La detección de cuerpos extraños puede seguirse en tiempo real directamente en el vehículo mediante un potente ordenador de a bordo con inteligencia artificial y el panel táctil c-ident integrado. Cuando se detecta un cuerpo extraño, se toma una foto como prueba y se envía automáticamente para su análisis.
La variante TopView observa desde arriba los contenedores de basura orgánica. Para ello, se instalan dos cámaras en la parte trasera del vehículo, encima del mecanismo elevador. En cuanto el sistema reconoce materiales no orgánicos en la superficie del contenedor, el proceso de vertido se detiene automáticamente. "Las múltiples opciones de configuración permiten definir ante qué materias extrañas debe reaccionar el sistema en función del grado de contaminación", explica Jan Birkhold. "En cuanto el sistema detecta impurezas en el contenedor, detiene su vaciado para que estas no se mezclen con el resto de basura orgánica que hay dentro del recolector."
La variante InsideView, por su parte, utiliza dos cámaras instaladas en el recolector. Estas enfocan lateralmente los contenedores y captan imágenes de alta resolución del proceso de vaciado con una elevada frecuencia de imagen. El sistema documenta cualquier impureza detectada durante el vaciado del contenedor y emite una señal óptica directamente en el camión para que los operarios puedan devolver el contenedor a su propietario con una advertencia sobre el reciclaje deficiente de su basura orgánica. Las imágenes de prueba permiten, además, multar a aquellos ciudadanos que no reciclen bien su basura orgánica de forma reiterada, cargándoles los costes extra que supone la eliminación de desechos mezclados. También es posible combinar ambas variantes. En este caso, se instalan en el camión de recogida hasta cuatro cámaras IDS para el control automático de procesos.
Los datos registrados en el vehículo se transfieren en tiempo real junto con las imágenes, las coordenadas GPS y el número de transpondedor correspondientes a la empresa concesionaria y al mandante (el ayuntamiento, por ejemplo) a través del software c-ware AIR para su evaluación y, en caso oportuno, iniciación del proceso monitorio. “El procesamiento rápido de imágenes es especialmente importante en este caso. Por eso buscábamos una cámara de alta resolución que pudiera funcionar en red y que fuera fácilmente programable",afirma Jan Birkhold en relación con el proceso de selección del modelo de cámara. Otros criterios decisivos fueron el tamaño, el ajuste automático de la exposición, la clase de protección, la robustez y la estabilidad operativa de la cámara.
“El procesamiento rápido de imágenes es especialmente importante en este caso. Por eso buscábamos una cámara de alta resolución que pudiera funcionar en red y que fuera fácilmente programable."
La cámara GigE Vision® de IDS que utiliza el sistema c-trace incorpora un sensor compacto CMOS global shutter IMX264 de 2/3" de Sony para garantizar una calidad de imagen y una sensibilidad lumínica extraordinarias, así como un rango dinámico extremadamente alto. Dispone además de una memoria gráfica interna de 120 MB y entrega imágenes de 5 MP prácticamente libres de ruido y con un buen contraste en formato 5:4 y a 22 fps, lo cual la convierte en la cámara ideal para aplicaciones con condiciones lumínicas variables. La clase de protección IP65/67 protege contra la suciedad, el polvo y las salpicaduras de agua, algo imprescindible para su uso en camiones de recogida de residuos.
Otra ventaja de las cámaras IDS es su fácil integración en el sistema del cliente gracias a IDS peak. "El funcionamiento en red, la compatibilidad con el lenguaje de programación C++ y muchas otras funciones dentro del entorno de programación facilitan el trabajo de nuestros desarrolladores", afirma Jan Birkhold. Los datos recogidos permiten correlacionar con total fiabilidad los residuos con el contenedor correspondiente y, a través de ello, con el propietario del mismo. A partir de las coordenadas GPS pueden generarse mapas de calor. "Nuestros clientes utilizan transpondedores RFID, que garantizan tasas de lectura extremadamente elevadas y hacen que los contenedores sean inconfundibles, lo que permite relacionar directamente el contenedor vaciado con su propietario", explica Jan Birkhold.
Todos los datos pueden visualizarse en tiempo real y analizarse con posterioridad. La inspección y análisis de la basura orgánica doméstica no solo sirve para concienciar a la población sobre la necesidad de desechar los residuos orgánicos correctamente, sin mezclar con otros residuos, sino también como base para tomar decisiones sobre la gestión del flujo de materiales. El procesamiento diferenciado de lotes muy contaminados se gestiona y controla de forma específica, lo cual reduce los costes operativos y de tratamiento.
"Las cámaras uEye FA se convierten en los ojos de los camiones de recogida de basuras y ayudan a los clientes de c-trace a mejorar la calidad de los residuos orgánicos reciclados", afirma satisfecho el director ejecutivo de IDS, Jan Hartmann, sobre el ahorro de recursos que supone el empleo de cámaras IDS. El software de c-trace, basado en inteligencia artificial, aprende continuamente con el fin de mejorar el reciclaje tanto en términos de calidad como de cantidad. La combinación de software y cámara minimiza la cantidad de desechos resultante, garantiza una gestión específica del flujo de materiales, reduce los microplásticos en el compost y, por último, pero no por ello menos importante, sensibiliza en mayor medida a la población sobre la necesidad de reciclar correctamente.
"El uso de c-detect permite a las autoridades municipales documentar y analizar las impurezas de los residuos orgánicos de forma sostenible, rentable y eficaz y adoptar las medidas oportunas para cumplir los requisitos cada vez más exigentes de las leyes y normativas sobre biorresiduos", subraya Jan Birkhold. "Ayuntamientos y comunidades buscan cada vez más la forma de mejorar los ciclos y flujos de materiales a escala regional y local", añade Jan Hartmann. "Esta optimización de los ciclos de materiales a escala regional puede conllevar un ahorro considerable de recursos, y en este sentido la tecnología de procesamiento de imágenes puede ser de gran ayuda."
Perspectiva
En aras de una mayor eficiencia y sostenibilidad, en un futuro está previsto utilizar un sistema de cámaras que grabe en vídeo desde el camión los contenedores no depositados dentro de un radio determinado con respecto a la ubicación prevista del contenedor. Todo ello de forma controlada por eventos y de conformidad con las leyes de protección de datos aplicables. El sistema c-gap integrado en el vehículo solo graba vídeos cuando el sistema de identificación no reconoce el transpondedor previsto en la ruta del día, puesto que ello significa que el propietario no ha sacado el contenedor en cuestión. La grabación solo se utiliza en el caso de que el ciudadano recurra una multa interpuesta por no sacar el contenedor. Estas pruebas permiten dilucidar si la reclamación del ciudadano está justificada y si procede realizar un segundo viaje para recoger su basura. La solución c-gap permitirá a las empresas de recogida de basuras ahorrar muchos kilómetros y mucho dinero.
Y es que las posibilidades que abre la inteligencia artificial para las ciudades inteligentes a la hora de optimizar su gestión de residuos son muy prometedoras. Es hora, por tanto, de que los distritos, ayuntamientos, comunidades y empresas de gestión de residuos se adentren en esta tecnología para poder abordar los retos venideros, trabajar de forma aún más eficiente y proteger mejor los recursos.
uEye FA: la cámara industrial con PoE más robusta y resistente
Modelo utilizado: GV-5280FA-C-HQ
Familia de cámaras: uEye FA
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Cliente
Desde su fundación en 2005, c-trace GmbH ha crecido considerablemente y hoy en día es una empresa líder en el desarrollo de soluciones informáticas para la logística de gestión de residuos. Con sede en la localidad alemana de Bielefeld, ofrece a distritos, ayuntamientos, comunidades y empresas públicas y privadas de gestión de residuos soluciones de sistema integrales y escalables para optimizar la eliminación de residuos y hacerla así más rentable. Sus sistemas aprovechan todo el potencial de los datos para optimizar los procesos logísticos y de trabajo tanto en la oficina como en la carretera. En un laboratorio digital propio, la empresa desarrolla soluciones telemáticas innovadoras basadas en el Internet de las Cosas para hacer más inteligente la logística de residuos.
