La clasificación de residuos mediante sensores reduce el número de incendios de baterías en las plantas de reciclaje
Cada vez hay más residuos electrónicos que no se eliminan correctamente, sino que a menudo se tiran junto con residuos plásticos, por ejemplo. Si las pilas de estos productos están dañadas, pueden provocar incendios en las plantas de clasificación. En el proyecto DangerSort, los investigadores del Instituto Fraunhofer de Circuitos Integrados IIS utilizan un sistema de clasificación basado en sensores para eliminar los artículos peligrosos y hacer más seguras las plantas de reciclaje.
Según un estudio de la asociación alemana BDE Bundesverband der Deutschen Entsorgungs-, Wasser- und Kreislaufwirtschaft e. V., cada año se producen más de 10.000 incendios en las plantas de clasificación de residuos alemanas. Alrededor del 80% de estos incendios están causados por baterías de iones de litio. Estas pilas, habituales en teléfonos inteligentes, cepillos de dientes eléctricos o tarjetas de felicitación cantadas, suelen eliminarse junto con los residuos de envases. Pueden dañarse e incendiarse, sobre todo durante el proceso de reciclaje en las plantas de clasificación. Los daños causados por este motivo se estiman en unos mil millones de euros al año.
Utilizar la tecnología de rayos X para aislar las pilas peligrosas en una fase temprana
El proyecto DangerSort pretende reducir el riesgo de incendio en las plantas de clasificación. "Estamos desarrollando un sistema de clasificación basado en sensores que utiliza tecnología de rayos X e inteligencia artificial para detectar baterías de iones de litio peligrosas y separarlas del resto del flujo de residuos en una fase temprana", explica Johannes Leisner, jefe del grupo de Sistemas de Clasificación y Laboratorio
del Centro de Desarrollo de Tecnología de Rayos X del Fraunhofer IIS. Hasta ahora no existían medidas preventivas contra los incendios provocados por pilas, sino sólo soluciones para combatirlos, como la mejora de los sistemas de extinción. La tecnología basada en sensores también podría facilitar el reciclaje de las pilas, cerrando su ciclo de producción, afirma Leisner.
Un sistema prototipo instalado en el Fraunhofer IIS demuestra el potencial de la idea. Una cinta transportadora de alta velocidad en el sistema de clasificación por rayos X del Fraunhofer IIS, que se mueve a velocidades de hasta tres metros por segundo, transporta el flujo de residuos. Una fuente de rayos X situada sobre la cinta transportadora funciona como un escáner de equipajes de aeropuerto y examina el flujo de material. Esta tecnología también puede identificar pilas instaladas en electrodomésticos u ocultas por otros residuos. Un detector de rayos X montado debajo de la cinta transportadora toma imágenes a la velocidad de la cinta, lo que da lugar a una serie continua de radiografías.
A continuación se evalúa esta serie de imágenes: "Para ello, aplicamos un sistema de IA diseñado para un procesamiento de imágenes especialmente rápido y que se utiliza normalmente en aplicaciones de conducción autónoma", explica Leisner. "Lo hemos adaptado y reentrenado para que también pueda analizar radiografías y detectar específicamente aparatos eléctricos que contengan baterías de iones de litio".
La clasificación se inicia en función de los datos recogidos. Esta información permite controlar unas válvulas especiales de aire comprimido que separan los aparatos eléctricos peligrosos del flujo de residuos. Unas toberas de aire de unos cinco milímetros los retiran de la cinta y los transportan a una cámara separada. El momento adecuado entre la evaluación de la radiografía y la puesta en marcha de las toberas es crucial para este proceso.
"Es difícil detectar y aislar los distintos tamaños de pilas durante el proceso de separación, ya que pueden ir desde pilas de bicicleta eléctrica de diez kilos hasta pilas de botón", afirma Leisner.
Actualmente, el sistema de clasificación sigue en fase de pruebas en el Fraunhofer IIS. Está previsto que la planta se entregue a la empresa de gestión de residuos LOBBE a principios de junio para realizar las primeras pruebas prácticas. El proyecto, financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF), se prolongará hasta finales de agosto de 2025.
El sistema prototipo se está desarrollando en el marco del AI Application Hub on Plastic Packaging. Un total de 51 socios de la industria, la investigación y la sociedad colaboran estrechamente en los laboratorios KIOptiPack y K3I-Cycling. Su objetivo es avanzar en la aplicación de métodos de IA para un enfoque de economía circular eficiente en recursos para los envases de plástico en Alemania.
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