Proyecto de Desarrollo de Actividades Innovadoras de Investigación Industrial: Extracto de la Orden de 25 de junio de 2022, por la que se efectúa la convocatoria correspondiente a 2022 de las ayudas establecidas para el apoyo a Agrupaciones Empresariales Innovadoras, correspondientes en el marco del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia.

PERIODO DE EJECUCIÓN DEL PROYECTO: 27/02/2022 – 29/04/2023

El proyecto parte de una necesidad real, centrada en una de las empresas del consorcio, pero que, en cualquier caso, es común para cualquier otra empresa que se dirija al reciclaje de material (no sólo de plástico), y, también extrapolable a otros tipos de empresa en que sea necesaria la separación con multitud de geometrías, materiales, tamaños, etc. (industria alimentaria, etc.).

La necesidad tecnológica principal del proyecto es la de ser capaces de separar componentes por forma, de una manera automatizada e inteligente, pudiendo ser éstos de diferentes tamaños y geometrías.

Esto se debe a que, en la industria de la transformación de plásticos, se genera todo tipo de residuos y de piezas defectuosas o no buenas que no se pueden aprovechar para su venta directa. Estas piezas provienen principalmente de aquellas empresas que se dedican al diseño, fabricación y ajuste de moldes, ya que las exigencias de calidad son muy elevadas (especialmente en sectores muy exigentes y de gran productividad, como puede ser el sector de la automoción), es ahí donde se generan grandes tiradas de series de piezas rechazadas, siendo la mayoría de estos rechazos mezclas de diferentes proyectos y que, a la práctica, se acumulan todos ellos en octavines, cajas, grandes recipientes para mercancías a granel (GrG´s) y/o contenedores en el área de residuos de dichas empresas, lo que genera una mezcolanza en la que luego es complicado recuperar estos elementos, que llegan al gestor todas mezcladas, entrelazadas, con materiales diferentes, e incluso con impropios contaminado los contenedores. Actualmente, no existe ninguna solución de mercado automatizada alternativa a la mano de obra humana, siendo este trabajo de separación arduo, sin valor añadido, y, especialmente lento y tedioso.

Adicionalmente, la gran dificultad técnica de separar estas piezas post-industriales radica principalmente en sus aditivos con “black-carbon” y otros plásticos, así como los refuerzos que puedan contener con fibras de vidrio o carbono.

El objetivo principal del proyecto es el de investigar en un sistema automatizado e inteligente de separación que se adapte a diferentes procesos y tipologías de piezas y abordable económicamente para una pyme. Para ello es fundamental partir de unas condiciones previas vinculadas a una metodología de trabajo.

Otros objetivos del proyecto:

• Definir claramente los requerimientos de automatización que tiene una empresa de reciclaje de materiales de plástico, y que estarán dentro del alcance del proyecto.
• Definir claramente las especificaciones de las soluciones a los problemas planteados en el punto anterior, en cuanto a la solución de automatización y de robotización.
• Definir claramente las especificaciones de las soluciones a los problemas planteados en el primer punto, en cuanto al sistema de visión y de inteligencia artificial.
• Poner las bases de la situación de partida del proyecto, mediante un estudio detallado del entorno de una planta recicladora de productos de plástico.
• En base a este punto cero, se investigará en el sistema inteligente de digitalización.
• Definición de un sistema automatizado de selección y separación de las piezas procedentes de cliente y susceptibles de ser recicladas.
• Investigar un sistema inteligente de visión artificial que sea capaz, mediante entrenamiento, de aprender a distinguir los materiales a través de sensores de visión, para poderlos separar de una forma automatizada y mediante robots, cuando sea necesario.
• Divulgar las actividades del proyecto, así como el contraste de los resultados obtenidos con el sector, para poder hacer llegar a todas aquellas empresas asociadas o en el entorno de la AEI los hitos conseguidos en el proyecto para que pueda servirles de modelo y de acicate para implementar mejoras y digitalizaciones en sus procesos, en línea con las trabajadas en el proyecto.

En el marco del proyecto Smart Waste 4.0, se ha logrado el desarrollo exitoso de una célula automatizada para la detección y separación de distintas piezas de residuos plásticos mediante el empleo de tecnologías de visión artificial y machine learning. Esta innovadora solución ha demostrado ser altamente eficiente tanto desde un punto de vista técnico como económico, abordando desafíos críticos en el manejo sostenible de los residuos plásticos.

A nivel técnico, los resultados obtenidos han sido excepcionales. La combinación de la visión artificial y el aprendizaje automático ha permitido alcanzar un nivel de precisión sorprendente, con un error mínimo en las pruebas realizadas comparado con el error humano, este logro subraya la robustez y confiabilidad del sistema propuesto. Además, la velocidad de separación ha experimentado un incremento significativo, multiplicándose casi por 4. Estos resultados destacan claramente la superioridad de la célula automatizada sobre los métodos convencionales, asegurando una gestión más rápida y efectiva de los residuos plásticos.

Desde una perspectiva económica, los análisis realizados indican que la implementación de esta solución es viable y prometedora. Los ahorros derivados de la automatización del proceso, combinados con la reducción de los errores de clasificación y el aumento de la capacidad de separación, sugieren un retorno de inversión considerable. Esta viabilidad económica es una señal alentadora para la adopción a mayor escala de esta tecnología en la gestión de residuos plásticos.

Sin embargo, aunque los indicadores obtenidos son sólidos, están sujetos a variaciones y posibles errores. Por esta razón, se enfatiza la importancia de llevar a cabo pruebas piloto exhaustivas y de mayor duración en la introducción de nuevas geometrías de piezas, que podrían requerir ajustes en el sistema.

En última instancia, este proyecto ha demostrado que la combinación de visión artificial, machine learning y automatización robótica puede tener un impacto significativo en la gestión de residuos plásticos. Los logros técnicos, la mejora en la eficiencia y la viabilidad económica de la solución presentada allanan el camino para un futuro más sostenible en la gestión de residuos plásticos. A medida que avanzamos, es esencial seguir explorando oportunidades de mejora y adaptación para asegurar una implementación exitosa y duradera en entornos diversos y en evolución.

En resumen, este proyecto no solo representa un avance técnico y económico, sino también un paso adelante en la dirección correcta hacia la reducción de la contaminación por plásticos y la promoción de prácticas más sostenibles para un medio ambiente saludable.

Centro Español de Plásticos

El Centro Español de Plásticos (CEP) es una asociación sin ánimo de lucro fundada en 1953, con la misión de contribuir al conocimiento y establecimiento de una cultura responsable, en el buen uso de materiales termoplásticos y composites, y el fomento de la inversión en actividades de I+D+i de las que resulte la mejora de la competitividad de este sector. Se trata de una asociación de ámbito nacional, que se ha convertido en el principal referente asociativo de los materiales plásticos y composites en España, con un elevado nivel de representatividad de las empresas y profesionales del sector.  En 2015, el CEP se convirtió en Agrupación Empresarial Innovadora,  como Primer Clúster Español de Plásticos y Composites.

Birziplastic

Birziplastic se dedica a la recuperación de los plásticos fuera de uso, mediante la adecuada gestión de estos residuos, y para ello cuenta con un diseño de procesos ya certificados que no generan residuos añadidos durante los mismos. Posee un amplio conocimiento de los polímeros y que obtiene un material recuperado apto para volver a ser utilizado, lo que hace que Birziplastic ayude a sus clientes a cumplir con dos importantes objetivos de la estrategia verde europea 2030, como son la economía circular, y la reducción del uso de materiales provenientes de materias vírgenes. 

Largoiko

Largoiko es una empresa navarra de proyectos de Ingeniería Mecatrónica dedicada a la automatización de procesos industriales y a la fabricación de maquinaria especial o a medida desde 1998. Trabajan con un equipo multidisciplinar con experiencia en todas las áreas involucradas en el desarrollo de los proyectos: Diseño mecánico y eléctrico, fabricación (con taller de mecanizado propio), programación, montaje y puesta a punto. De esta manera, son capaces de dar una respuesta rápida, flexible y adecuada a las necesidades específicas de sus clientes.

RLE International Iberia

RLE International Iberia es una ingeniería con una larga trayectoria internacional en gestión de proyectos. Sus principales divisiones de negocio se dividen en: Servicios de Ingeniería, Soluciones de Negocio.y Transformación Digital. En este último campo, dan respuesta a soluciones de conectividad (sensores 4.0 y captura de datos, plataforma IoT, escaneado láser 3D), digitalización (MES, cero papel), automatización (soluciones avanzadas, computer vision, fabricación aditiva) e inteligencia artificial (inteligencia de negocio (BI), machine and deep learning).