La Industria 4.0 es el nuevo paradigma en la actividad industrial, y su aplicación es particularmente provechosa en el sector de la gestión de residuos, que lleva ya tiempo integrando sus innovaciones con el objetivo de digitalizar los procesos, avanzar hacia la conectividad y optimizar el manejo de datos. Todo ello contribuye a que la eficiencia operativa vaya aumentando, impulsada por las tecnologías de última generación. El futuro en el campo del reciclaje y la gestión de residuos se relaciona con la automatización y la digitalización, y pasa por entender que las plantas de residuos serán consideradas, cada vez más, como fábricas de materias primas secundarias.

La progresiva mayor automatización de los procesos y las innovaciones tecnológicas redundan tanto en un aumento de la capacidad de tratamiento de residuos, como en mejores tasas de recuperación, y también en la minimización de los desechos que acaban en vertederos, potenciando la economía circular de la gestión de residuos. La Industria 4.0 o Industria Inteligente constituye una herramienta indispensable para conseguir procesos y tratamientos más eficaces, ya que la tecnología aplicada permite perfeccionar la recopilación, manejo y aprovechamiento de datos, lo que redunda en el afinado de los procesos de toda la cadena de valor. El desarrollo de las tecnologías 4.0 determina su uso en el sector, pero debe acompañarse de otras medidas que faciliten la optimización de la gestión de residuos y su cada vez mayor circularidad.

Tecnologías 4.0

El camino para el sector de los residuos pasa por profundizar aún más en la aplicación de innovaciones tecnológicas ya que, como hemos dicho, apoyan tanto su eficiencia como la sostenibilidad en sus procesos. Las aplicaciones de la Industria 4.0 en el sector del reciclaje son variadas, y el desarrollo de tecnologías avanzadas como la IA y la IoT facilitan el uso de otras soluciones, hibridándose en sistemas que integran diferentes tecnologías. Así, la IA es el fundamento que permite impulsar aplicaciones como el Análisis Avanzado de Datos, el Machine Learning, los Gemelos Digitales, la Realidad Aumentada, o soluciones para mejorar la trazabilidad de los residuos. Además, la Fabricación Aditiva y la Robótica también posibilitan un mayor aprovechamiento, gracias a sistemas robóticos de recogida, traslado y clasificación de residuos, o permitiendo integrar en un mismo lugar la producción y la gestión de desechos, ahorrando energía y emisiones.

Inteligencia artificial
Se emplea para muchos usos, por ejemplo, para analizar patrones de vertido, lo que hace posible predecir picos de generación de residuos y ajustar así el desempeño del transporte de los mismos. De esta forma, permite optimizar las rutas de recogida, considerando distintos factores como como la densidad de población, el tráfico y la ubicación de los contenedores de residuos. Así, se optimizan los procesos de recogida, clasificación y valorización empleando algoritmos que pueden segmentar el trabajo en las plantas de reciclaje dependiendo del volumen y la composición de los residuos, adaptando de esta manera las operaciones y el personal. Los sistemas de IA permiten conocer en tiempo real la composición de los residuos, e incluso disponer de un balance de masas durante todo el proceso de selección. Así, se mejora y automatiza la clasificación y separación, mejorando la eficacia.

Internet De las Cosas (IoT)
Permite la interconexión digital de los distintos aparatos y sistemas electrónicos implicados en el tratamiento de los residuos para monitorizar en tiempo real todo el proceso, ahorrando energía y emisiones. La conectividad puede realizarse a través de redes inalámbricas, sensores, etc. y de esta manera se genera gran cantidad de información que puede analizarse para optimizar los procesos y perfeccionar su monitorización en tiempo real. Otros usos son la reducción de residuos, al proporcionar datos y proyecciones del desgaste de los materiales, la mejora del sistema de transporte, ya que, por ejemplo, se puede detectar el nivel de ocupación de los contenedores y enviar alertas para su vaciado, y la optimización de procesos de remanufacturación.

RFID
Relacionada con la IoT, esta tecnología consiste en la identificación por radiofrecuencia, lo que permite que los aparatos y objetos ofrezcan y reciban información, que puede integrarse en un sistema o extrapolar datos. Así, posibilita una mayor trazabilidad de todos los materiales seleccionados, una mejor gestión de almacenes y stocks y, en definitiva, una optimización de la logística.

Fabricación aditiva
Gracias a los nuevos procesos de impresión 3D se está impulsando una mejora de los métodos de elaboración de productos y componentes. Facilita el empleo de materiales reciclados y/o biomateriales como materia prima, además de suponer un ahorro de consumo energético y generación de desechos. Se trata de uno de los principales apoyos para profundizar en el ecodiseño.

Big data
Esta solución tecnológica se usa cada vez más para aglutinar datos procedentes de diferentes fuentes, como sensores, aplicaciones, drones, aparatos conectados con IoT o RFID, encuestas, redes sociales etc. Permite la gestión de macrodatos y su análisis preciso para optimizar los procesos y realizar proyecciones de futuro.

Robótica
La automatización de los procesos lleva a que sea cada vez más común el uso de aparatos robóticos para realizar tareas, lo que mejora la eficiencia y también la seguridad en las plantas de reciclado. También pueden aplicarse sistemas robóticos en tareas de mantenimiento y limpieza de las instalaciones

Gemelos Digitales y Realidad Aumentada
Los procesos de simulación posibilitan realizar análisis exhaustivos de la información para controlar los sistemas, anticipar errores y mejorar la toma de decisiones. Un gemelo digital es una representación virtual de un objeto o sistema que abarca su ciclo de vida, se actualiza a partir de datos en tiempo real y utiliza la simulación y el machine learning para facilitar la toma de decisiones. La creación de modelos de datos que recreen la generación de desechos o los procesos de reciclado en las plantas permite optimizar energía y emisiones, además de ahorrar materiales, a la vez que se prueban soluciones de manera virtual, puliendo sus imprecisiones antes de llevarlas a la práctica.

Blockchain
Mediante tecnologías de blockchain se pueden crear registros fidedignos de cada etapa del ciclo de vida de un producto reciclado, mejorando su trazabilidad.

Retos futuros del sector de la valorización de residuos

La innovación tecnológica colabora con una mejor gestión industrial, lo que va a resultar cada vez más necesario para el sector, ya que se enfrenta a problemas que vienen dados por la transición económica y la realidad del mercado. Así, la diversidad de materiales provoca una cada vez mayor complejidad de los residuos, y las tecnologías para la clasificación automatizada son clave para abordar esta circunstancia. Además, la capacidad de reciclado de materiales más complejos requiere que existan posibilidades para la comercialización del material obtenido, por lo que se necesita impulsar el uso de materiales obtenidos de la valorización. En otro sentido, las instalaciones deben ser adecuadas para soportar nuevas infraestructuras, lo que incluye la necesidad de inversión en nuevas tecnologías, pero también la formación del personal. Otro asunto a considerar es la gestión de grandes volúmenes de datos, ya que si bien contar con toda la información posible es positivo también induce a que su manejo pueda resultar complicado. Para ello se pueden promover alianzas y colaboraciones con empresas del sector tecnológico. Otro aspecto a tener en cuenta es la necesidad de contar con instalaciones flexibles, capaces de adaptarse a los cambios de composición y de cantidad de los materiales a tratar. La gestión de residuos peligrosos será un ámbito en el que la tecnología avanzada ayudará en gran medida para garantizar la seguridad. La misma capacidad de valorización también debería mejorarse cada vez más, para progresar en lo posible hacia la recuperación de la práctica totalidad de los materiales presentes en los flujos de residuos. Además, las instalaciones deberán evolucionar para convertirse en sistemas completamente conectados, con procesos digitalizados, sensorizados y automatizados.