Come la robotica potrebbe modificare le filiere circolari e l'industria in generale. L'accento oggi è posto soltanto nella riduzione del personale, con grandi miglioramenti in efficienza e qualità.

Impianti da cinema di fantascienza sono già in fase di test post-produzione. Le collaborazioni tra industria del riciclo, aziende robotiche e produttori di impianti stanno raggiungendo risultati sorprendenti.

Scena 1: il contesto è quello consueto degli impianti di cernita e separazione dei rifiuti: un nastro trasportatore fa scorrere un flusso di oggetti eterogenei, destinati a essere separati e inviati nelle aree di lavorazione corrette prima di essere imballati e trasferiti.

Ma qui non sono occhi e mani dell'uomo a gestire il sistema di smistamento. Al loro posto, braccia robotizzate raccolgono oggetti e li indirizzano nei contenitori giusti. Il processo è guidato da telecamere e computer in grado di identificare e catalogare rapidamente materiali e oggetti di ogni tipo.

Scena 2: un camion automatico di rifiuti e riciclo a caricamento laterale completa il suo percorso. Si avvicina a una villetta, e un braccio si protende dal camion, afferra il contenitore e lo deposita nel fondo del cassone. Ma nell'abitacolo non c'è nessuno. Il percorso del camion è stato programmato per consentire al camion di completare il proprio giro da solo.

Queste scene non provengono da un futuro lontano, sono tecnologie che vengono sviluppate e testate in questo momento. La domanda è se queste tecnologie siano veramente efficaci e, in caso affermativo, quale sarà il loro impatto sull'occupazione, già in crisi.

"Il trattamento dei rifiuti, inclusi gli impianti di separazione, sarà completamente sconvolto dall'evoluzione dell'intelligenza artificiale (AI), dai sensori avanzati e dalla robotica", afferma il presidente dell'Associazione internazionale dei rifiuti solidi (Solid Waste Association) Antonis Mavropoulos. "In un primo momento è evidente che la cernita manuale sarà completamente eliminata, forse in meno di cinque o sei anni. In un secondo tempo, i robot potranno separare molte più frazioni, con meno impurità. In una fase successiva, il processo di separazione diventerà più veloce e più economico, con facile adattamento ai cambiamenti dei rifiuti in ingresso."

La spinta all'automazione non è cosa nuova, nemmeno nel settore dei rifiuti. Pensiamo alle macchine di raccolta mono-operatore, quelle che sostituiscono le squadre di raccolta formate da almeno tre operatori (l'autista del camion più due addetti al posizionamento dei cassonetti) con il solo autista del mezzo: esse lavorano già da anni, e il loro impiego, in realtà complesse e fortemente sindacalizzate come le ex aziende municipalizzate di rifiuti urbani, ha creato non pochi problemi.

Ma ora il salto è epocale: si pensa di passare da 'pochi operatori' a 'zero operatori'. Le nuove tecnologie, che proprio non prevedono il lavoro umano, stanno cominciando a essere testate nell'industria dei rifiuti e in altre industrie come il trasporto e la produzione. Alcune aziende pioniere hanno già visto miglioramenti non solo nelle casse aziendali, meno gravate da stipendi e contributi, ma anche nelle operazioni, nella sicurezza e nella qualità dei materiali in uscita.

A cosa porterà tutto questo, non è dato sapere. Nella visione più ottimistica, tutta questa tecnologia porterà a un miglioramento dell'efficienza dell'industria del riciclo, alimentata da nuovi flussi di materiali più puri ed economici, e la perdita di posti di lavoro nella cernita potrebbe essere compensata dalle successive fasi di produzione da materiale riciclato.

Resta il fatto che in questo momento possiamo osservare un preoccupante sforzo congiunto, con investimenti cospicui, tra aziende di rifiuti e riciclo, produttori di impianti e aziende della robotica per verificare la resa delle tecnologie AI per la cernita dei materiali, per aumentare l'efficienza del riciclo e ridurre la contaminazione.

Per esempio, il consorzio nordamericano della carta, il Carton Council of North America ha stretto alleanza con Alpine Waste & Recycling e AMP Robotics per verificare l'uso di AI per migliorare il riciclaggio di cartoni alimentari e bevande. Alpine ha installato un separatore robot della AMP Robotics nella sua struttura per verificare la sua funzionalità nella cernita. Braccia tipo ragno, dotate di pinze, fotocamere, un computer che utilizza algoritmi di apprendimento avanzati per riconoscere gli elementi sul nastro trasportatore della struttura, sono usati per 16 ore al giorno, con una velocità di 60 prese al minuto, mentre un operaio ben addestrato non supera le 40 prese al minuto.

"In questo momento ci concentriamo sull'apprendimento del sistema", afferma Brent Hildebrand, vice presidente del riciclaggio con Alpine Waste & Recycling. "È divertente osservare come il robot impari a riconoscere più materiali e come migliori la cernita. A lungo termine, credo che il robot aumenterà l'efficienza in strutture come la nostra. Spero che aiuterà a utilizzare sempre meno le discariche in futuro."

Uno degli aspetti che Alpine sta ricercando è come raccogliere i dati di tutti i materiali processati. Oggi il settore esplorato è quello dei cartoni, ma sono convinti di avere presto dati importanti su altri materiali. "Anche se il robot sta lavorando un solo materiale in questo momento, sta raccogliendo dati da ogni materiale che processa", afferma AMP Robotics. "Oltre a agire come classificatore, il robot serve come una continua caratterizzazione dei rifiuti. Mentre il robot guarda il flusso di rifiuti, apprende e diventa più intelligente nel tempo. Poiché diventa più intelligente, l'accuratezza continua ad aumentare e il processo di catalogazione continua a migliorare. Siamo nelle fasi iniziali di questa tecnologia robotica, ma le precisioni sopra il 98 per cento diventeranno presto la norma con questa robotica."

Un'altra partnership importante è quella tra ZenRobotics e Recon Services Inc. L'impianto ZenRobotics, attualmente installato nella struttura di riciclo di Recon negli Stati Uniti, recupera i materiali dai rifiuti attraverso una tecnologia avanzata di apprendimento delle macchine, smistamento di materiali come metallo, legno e frazioni di pietre.

"La creazione di un computer capace di comprendere un'ampia varietà di materiali e oggetti che vengono in tutte le forme e dimensioni è stata impegnativa", afferma l'amministratore delegato di ZenRobotics, Timo Taalas. "Dopo aver testato il sistema in laboratorio, c'è voluto molto lavoro per farlo funzionare nel primo sistema di produzione e in altri impianti. Adesso abbiamo un sistema che legge e scansiona il materiale mentre si muove sul nastro trasportatore e usa braccia robotiche per raccogliere oggetti e metterli nei cassoni di selezione."

ZenRobotics sta collaborando con Jiangsu LVHE Environmental Technology Co., Ltd., sul primo impianto di riciclo robotizzato in Cina. La prima unità sta per essere installata entro l'estate. Taalas ritiene che la tecnologia robotica sarà un grande cambiamento negli impianti di separazione perché i robot sono costruiti per lavorare 24 ore al giorno 7 giorni su sette, e sono capaci di selezionare più frazioni di rifiuti in un unico passaggio, il che rende il costo dell'installazione più basso. Inoltre rileva che, poiché i robot sono controllati dal software, forniscono una grande flessibilità.

Ad esempio, se si configura un impianto per ordinare le frazioni di legno, metallo e pietre quando si installa il dispositivo, è possibile riconfigurarlo facilmente per ordinare la plastica, due tipi di legno, metalli ferrosi e non ferrosi e calcestruzzo sei mesi dopo. Questa flessibilità è importante per gli operatori del riciclo perché fattori decisivi come prezzi e legislazione dei materiali cambiano nel tempo. "I robot creano un separato di alta qualità e consentono di riciclare materiali che potrebbero non essere stati presi in considerazione in passato", commenta Taalas.

Un altro produttore di separatori robotici è Bulk Handling Systems (BHS). La tecnologia Max-AI, un'intelligenza artificiale che identifica i materiali riciclabili e altri elementi per il recupero, presenta due soluzioni immediate: il sistema Max-AI Vision e l'unità di controllo di qualità autonomo Max-AI (AQC). Il sistema di visione fornisce informazioni e l'unità AQC aggiunge un separatore robotizzato per scegliere e collocare fino a sei diversi materiali dal nastro trasportatore nei contenitori di smistamento.

Max-AI è in funzione presso centro di separazione di Athens Services, a Sun Valley, in California, dove sta separando il polietilentereftalato (PET). "Athens sta utilizzando Max-AI per rimuovere i vassoi termoformati in PET dal PET recuperato, che fornisce all'azienda un miglioramento significativo del ricavo di vendita per le balle di PET", afferma il direttore BHS della gestione dei prodotti Brian Wells. "Rispetto alla sua selezione manuale precedente, Max-AI fornisce Athens con balle più pulite di materiale ed è in grado di sostenere tale performance in ogni ora di ogni turno. Pochi giorni dopo la messa in servizio, Max-AI stava già ottenendo una qualità superiore a quella che l'impianto era stato in grado di produrre in precedenza ".

Anche BHS è molto ambiziosa: "Nel prossimo futuro, ci vedrete costruire linee di container senza nessun operatore umano, e che evolverà in una nuova generazione di impianti di riciclo che non richiedono alcun contatto umano con i rifiuti. Questi impianti AI saranno in grado di operare 24 ore su 24 senza interruzioni, cosa che aumenta notevolmente la capacità di riciclo offrendo ai nostri clienti una produzione più sicura e coerente."