Necesitamos desesperadamente compostar más para salvar el mundo; Cómo pueden ayudar la IA y los datos

El mundo tiene un problema de basura y está empeorando por el día. Se prevé que los residuos lleguen 3.4 mil millones de al año a nivel mundial para 2050, frente a 2 mil millones en 2016. La basura es un importante contribuyente 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 lo 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 que 90% de todo el plástico, “reciclable” o no, termina en vertederos, agravando aún más nuestro problema de basura. Mucho de eso termina como microplásticos, creando riesgos aún mayores para el medio ambiente y la salud.

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 solo 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.

Tecnología de clasificación basada en inteligencia artificial y visión por computadora y compostaje robótico

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. Este clasificación suele ser un proceso manual y costoso. Pero la IA está cambiando eso; Equipados con visión artificial, los clasificadores robóticos pueden rápidamente eliminar contaminantes de los camiones de residuos compostables. Esto permite que las instalaciones de compostaje acepten más residuos en general y ahorren en 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 desechos 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, hay tecnología de inteligencia artificial con visión por computadora que pueden 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 tiene 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.

Acelerar el compostaje y el descubrimiento de nuevos materiales compostables

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 llegará el compost estar listo, 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. De acuerdo con los investigadores, todavía queda mucho por descubrir sobre la relación entre los polímeros, que forman 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 sistemas inteligentes contenedores de compostaje que utilizan visión por computadora para rastrear cuántos alimentos comestibles 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 qué 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 de 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.