Necesitamos desesperadamente hacer más abono para salvar al mundo; Cómo pueden ayudar la IA y los datos

Dec 05, 2023

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El mundo tiene un problema de basura y empeora día a día. Se prevé que los residuos alcancen los 3.400 millones de toneladas al año en todo el mundo para 2050, frente a los 2.000 millones de 2016. La basura contribuye de manera importante al cambio climático; Los vertederos son una de las principales fuentes de emisiones de GEI. Y eso incluso si puedes encontrar vertederos; algunos estados ya están empezando a agotarse.

Muchos ven el reciclaje como una solución al problema de la contaminación plástica, pero el reciclaje deja mucho que desear, especialmente en el caso de los envases de plástico, la fuente de basura de más rápido crecimiento. Más del 90% de todo el plástico, “reciclable” o no, termina en vertederos, agravando aún más nuestro problema de basura. Gran parte de eso termina en microplásticos, creando riesgos ambientales y de salud aún mayores.

Claramente esto no puede continuar, y una solución que podría ayudar a reducir la cantidad de basura que obstruye el mundo es la implementación masiva del compostaje, especialmente para alimentos y materiales de embalaje. Hoy en día, sólo el 27% de los estadounidenses tienen acceso a programas de compostaje. Esto debe cambiar; y está empezando a hacerlo: junto con una mayor inversión pública en infraestructura de compostaje, la tecnología avanzada, incluida la inteligencia artificial, está desempeñando un papel cada vez más importante para ayudar a que el compostaje sea más eficiente y más fácil de manipular plásticos compostables; desarrollar nuevos materiales compostables; e incluso ayudando a cambiar el comportamiento del consumidor.

Cuando llegan camiones cargados de residuos a las instalaciones de compostaje, es necesario clasificar el contenido, asegurándose de que no contenga contaminantes, ya que eso alteraría el proceso de compostaje o daría como resultado un compost de baja calidad. Esta clasificación suele ser un proceso manual y costoso. Pero la IA está cambiando eso; Equipados con visión artificial, los clasificadores robóticos pueden eliminar rápidamente los contaminantes de los camiones de residuos compostables. Esto permite que las instalaciones de compostaje acepten más desechos en general y ahorren costos y tiempo de clasificación. Por ejemplo, desde que la ciudad de San Antonio, Texas, comenzó a utilizar este tipo de clasificación robótica el año pasado, todavía no ha rechazado un camión lleno de residuos orgánicos; Antes de este sistema, la planta de compostaje rechazaba los residuos que probablemente contuvieran incluso pequeñas cantidades de contaminantes porque simplemente no valía la pena clasificarlos.

También se puede utilizar tecnología de imágenes avanzada para clasificar residuos en instalaciones generales, identificar materiales compostables y dirigirlos a los canales adecuados. Una forma de lograrlo es a través de marcas de agua digitales, en las que un sistema avanzado de visión artificial lee pequeñas marcas de agua colocadas en envases y otros artículos de consumo, que luego clasifica automáticamente los desechos en el flujo apropiado. Estas marcas de agua son especialmente clave para ayudar a que más compostadores acepten plástico compostable; ya que les permiten distinguir rápidamente entre plástico compostable y plástico no compostable, que se parecen mucho al ojo humano.

La marca de agua digital es una solución que requiere la cooperación de toda la industria del embalaje compostable, así como de los compostadores y las empresas locales de gestión de residuos que supervisan el compostaje. Funcionará perfectamente si los fabricantes de dichos envases aceptan utilizar estas marcas y los compostadores tienen el equipo para leerlas. Creo que es posible.

Incluso sin marcas de agua digitales, existe tecnología de inteligencia artificial con visión por computadora que puede identificar compostables, incluidos los plásticos. La tecnología de clasificación avanzada es especialmente importante para promover el uso del plástico compostable, ya que también puede dirigir los plásticos compostables a las condiciones adecuadas para el compost, que a menudo pueden diferir de las requeridas para los alimentos o los restos de jardín, lo que ayuda a que las cosas sean más eficientes para los compostadores. Por ejemplo, un equipo del Reino Unido ha desarrollado un sistema basado en sensores que clasifica los compostables según el tipo, los requisitos del sistema de compostaje y la cantidad de tiempo que llevará el compostaje. El sistema utiliza una tecnología llamada imágenes hiperespectrales (HSI), que utiliza imágenes avanzadas para examinar la basura y analizarla mediante análisis químicos y físicos. El aprendizaje automático se aplica a la basura entrante, y el sistema mejora sus capacidades de clasificación a medida que ingresa nueva basura al sistema, hasta el punto de que el sistema tiene una tasa de precisión del 99 %, con todos los materiales compostables procesados ​​de la manera más eficiente posible.

Cuando se trata del proceso de compostaje en sí, los sensores, junto con la visión artificial basada en inteligencia artificial, también pueden monitorear condiciones como el calor y la humedad, lo que garantiza que sean ideales para hacer avanzar el proceso de compostaje y realizar ajustes en el lugar para garantizar una mayor rapidez y calidad. -compostaje de calidad. La IA puede predecir cuándo estará listo el compost; otro factor clave es hacer que el proceso sea más eficiente y producir un producto de calidad constante, lo cual es importante para atraer a los agricultores que comprarán este producto final.

Por supuesto, detrás de todo esto está el avance del plástico compostable, un área donde la IA y el aprendizaje automático pueden hacer una contribución importante. Según los investigadores, todavía queda mucho por descubrir sobre la relación entre los polímeros, que componen los plásticos, y la biodegradación. El aprendizaje automático puede ayudar a acelerar el análisis y la clasificación de polímeros existentes y desarrollar nuevos polímeros. Es esencial ampliar la biblioteca de polímeros disponibles para envases compostables, ya que esto permitirá reducir los costos, así como más opciones para las características del empaque. Por ejemplo, como bien sabemos por nuestro propio trabajo, algunas marcas pueden necesitar envases que tengan una barrera más duradera que otras. Nosotros también estamos integrando un diseño de experimentos y sistemas de gestión de IA para ayudar a acelerar la investigación y el desarrollo y la personalización de diferentes productos de embalaje para satisfacer mejor las necesidades de los consumidores, así como los requisitos de compostabilidad.

Los beneficios de la tecnología avanzada van más allá del embalaje. La inteligencia artificial y la visión por computadora también pueden ayudar a crear conjuntos de datos sobre la cantidad de alimentos que desperdician los consumidores. Esto se puede utilizar para cambiar el comportamiento del consumidor, que es uno de los factores más importantes para reducir el impacto en el medio ambiente. Por ejemplo, la Universidad Estatal de Oregón está desarrollando contenedores de compostaje inteligentes que utilizan visión por computadora para rastrear la cantidad de alimentos comestibles que desperdician los consumidores. Si bien los residuos se rastrean cuidadosamente en otras partes de las cadenas de suministro agrícola y alimentario, los residuos de los consumidores no se rastrean cuidadosamente y no se comprenden bien.

Existen numerosas razones por las que el compostaje es la solución definitiva para reducir la basura y el plástico que atascan los vertederos y contribuyen a las emisiones de gases de efecto invernadero y otros riesgos ambientales y para la salud. La tecnología podría ayudar a que el compostaje avance unos pasos más, abriendo el camino hacia un futuro más prometedor para el planeta y para la humanidad.

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El Dr. Lancry se unió a TIPA en 2017. Aporta más de una década de experiencia liderando departamentos de I+D en empresas industriales, así como en empresas emergentes de la industria química. Antes de TIPA, el Dr. Lancry se desempeñó como gerente de la división de I+D en Israel. Chemicals Ltd (NYSE y TASE: ICL), un fabricante global de productos agrícolas, alimentarios y materiales de ingeniería; donde estuvo a cargo de la I+D inorgánica de compuestos de bromo.

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