El futuro de la circularidad eficiente para revalorizar residuos avanza a hombros de gigantes gracias al desarrollo exponencial de la Inteligencia Artificial, la biotecnología y la robótica de vanguardia
Gracés Rivero / Terabithia Press / Madrid
Los seres humanos generan más de 2.000 millones de toneladas de residuos sólidos urbanos cada año, de los cuales el 45% se gestiona de manera inadecuada. Si no se toma acción urgente, esta cantidad de basura aumentará a un aproximado de 4.000 millones de toneladas para 2050. Los desechos se presentan en todas las formas y tamaños, incluidos los plásticos, los desechos de la minería y la construcción, los equipos electrónicos y los alimentos, según información facilitada por el Programa de Medio Ambiente de Naciones Unidas. Reducir y reutilizar son dos de las claves, pero el reciclaje para convertir basura en nuevas materias primas sólo puede seguir avanzando con la aplicación de tecnologías de vanguardia, biológicas, mecánicas, informáticas y robóticas.
La implantación de modelos revolucionarios de tecnología, aparte de optimizar los procesos de producción para que sean más sostenibles, consuman menos agua y energía y generen menos residuos, contribuye además a impulsar nuevos métodos de reciclaje y está transformando el manejo de los residuos.
Biorremediación y fabricación con bacterias
El reciclado biológico es aplicable sobre todo a residuos orgánicos, pero la ciencia ya permite trabajar, por ejemplo, con el poliuretano, una alternativa sostenible para la gestión de los residuos plásticos. “Este método se basa en la descomposición de polímeros a través de la acción de bacterias y hongos con el fin de reducir la acumulación de plásticos y generar materiales renovables y biodegradables”, explica Rosa Doménech, gerente de Biotecnología Industrial de ITENE, centro tecnológico basado en Valencia que ofrece a las empresas conocimiento y tecnología de vanguardia: “Este proceso no solo contribuye a la reducción de residuos, sino que también previene la liberación de sustancias tóxicas asociadas con la incineración o el vertido de poliuretano en vertederos. Las aplicaciones potenciales de estos microorganismos son diversas, abarcando desde la biorremediación de sitios contaminados hasta la fabricación de nuevos productos renovables derivados del poliuretano”.
ITENE forma parte de Red Cervera RECIPOL, entidad impulsora de una red de centros tecnológicos de excelencia científico-técnica en economía circular —aplicada al desarrollo de sistemas de reciclado y valorización económicamente viables— para residuos difícilmente reciclables como plásticos complejos y espumas.
Y es que la biotecnología revoluciona a pasos de gigante la revalorización de lo que antes era basura. Por ejemplo, el sector chocolatero produce cada año 700.000 toneladas de cáscara, cascarilla y pulpa residual de cacao. Gracias a la aplicación de este tipo de procesos este residuo ya se puede convertir en polihidroxibutirato, un biopolímero plástico, naturalmente degradable, que se utiliza por ejemplo como hilo de sutura quirúrgica o membrana para la regeneración de huesos. La Universidad de Oviedo lo ha hecho posible empleando la cascarilla como sustrato, que se fermenta con la bacteria Bacillus firmus y se transforma en ‘plástico vegetal’.
Reciclado químico
Un zapato puede estar compuesto por 40 materiales diferentes, un gran reto para la su recuperación y revalorización. “El reciclado mecánico —explica la subdirectora de Tecnologías Avanzadas de Inescop, Elena Orgilés— es el método más empleado en este sector, pero no llega a romper los enlaces químicos, por lo que muchos materiales no pueden recuperarse. Con el nuevo método Quimiclatge, que completa el mecánico con el reciclado químico, se puede reciclar el poliuretano; mediante la hidrólisis enzimática se recupera la proteína de los residuos del cuero, con la que se crean por ejemplo bioestimulantes para abonado de bosques. El objetivo es transformar el residuo en recurso y hacer a las empresas más competitivas”. Incluso los restos de caucho se pueden tratar ya con pirolisis para conseguir tres productos nuevos aprovechables: negro de humo (para tintes), biocombustible y una fracción gaseosa útil como fuente de energía.
Gestión ‘inteligente’ de los residuos
Las tecnologías emergentes se aplican cada año en mayor medida por parte de las empresas y de las entidades de gestión de desechos. Buena parte de esta tecnología está ideada para gestionar los residuos sólidos de las empresas, que generan mucho más volumen que los hogares.
Por ejemplo, el sistema Pello —una de las estrellas industriales de 2024— controla el nivel de llenado de los cubos de basura de las empresas y proporciona información en tiempo real sobre su ubicación y estado de los contenedores. Informa cuando un contenedor se ha contaminado y del momento en el que debe ser recogido, reduciendo el número de desplazamientos de camiones de recogida y por lo tanto el gasto energético y las emisiones. Los sistemas de este tipo incluyen entradas analíticas que abarcan el historial de llenado de contenedores, la ubicación, la hora de recogida, la temperatura, las fotos del llenado, la medición ultrasónica del llenado y la indicación de contaminación, centralizando la supervisión y gestión en las salas de control de los gestores de residuos.
Para complementarlo, se comienzan a utilizar los compactadores de basura alimentados por energía solar, de tal forma que estos contenedores inteligentes reducen hasta cinco veces el volumen de los desperdicios que contienen y por lo tanto el número de recogidas y desplazamientos.
Valorizar la ‘basura eólica’
En tecnología puntera se basa también la recuperación de materiales valiosos que, sin reutilizar, podrían convertirse en otro problema global a medio plazo. Se estima que ya se utilizan a nivel mundial 2,5 millones de toneladas de materiales compuestos en turbinas eólicas y en Europa se habrán desmantelado 350.000 toneladas de palas de aerogeneradores al final de su vida útil par 2030. Su reciclaje rentable —al ser materiales compuestos— “es un desafío global y la circularidad de las palas eólicas es casi nula hoy en día”, según el Instituto Tecnológico del Plástico, Aimplas, entidad que coordina un plan tecnológico europeo puntero.
Se trata del proyecto Rewind, en el que participan España, Francia, Dinamarca, Italia, Alemania, Turquía y Grecia — financiado por Horizon Europe y European Climate, Infrastructure and Environment Executive Agency— impulsa el desarrollo de tecnologías críticas para el desmantelamiento de palas de aerogeneradores y nuevas metodologías para reutilización y reciclaje de materiales compuestos para aumentar su circularidad y las aplicaciones industriales de estos composites. Los resultados esperados de este proyecto de investigación de cuatro años son la mejora de la vida útil, fiabilidad, reciclabilidad y sostenibilidad de los aerogeneradores terrestres y marinos, y la búsqueda de nuevos mercados potenciales para el reciclaje y/o reutilización de turbinas eólicas.
A escala mundial, se calcula que actualmente se utilizan 2,5 millones de toneladas de materiales compuestos en las turbinas eólicas. Se prevé que en 2030 se habrán desmantelado en Europa unas 350 kilotoneladas de palas de aerogeneradores al final de su vida útil. Sin embargo, el reciclaje rentable de materiales compuestos sigue siendo un reto y la circularidad de las palas de aerogeneradores es actualmente cercana a cero.
REWIND desarrollará el desmontaje, la inspección de calidad y la caracterización adecuados de los residuos de materiales compuestos para decidir si las piezas de materiales compuestos de los productos EoL deben reutilizarse o reciclarse en función de su valor. Este proyecto también pondrá de relieve posibles aplicaciones de alto valor para los materiales compuestos EoL, como la reutilización para los sectores de la construcción y la automoción.
Robots clasificadores, deconstructores, compactadores
Las máquinas ‘pensantes’ cumplen determinadas funciones. Los robots clasificadores identifican y clasifican diferentes tipos de materiales reciclables. Para ello realizan una clasificación óptica —mediante sensores y cámaras— y clasificación mediante un brazo robótico, que recoge los materiales reciclables y los coloca en el contenedor correspondiente. Los robots de deconstrucción desmontan productos y separan sus componentes para su reciclaje, en especial dispositivos electrónicos. Los compactadores comprimen y compactan materiales reciclables, como cartón y papel. Los de limpieza lavan y clasifican en diferentes contenedores materiales reciclables contaminados, como bolsas de plástico y recipientes de alimentos. Para ello, utilizan chorros de agua a alta presión y sopladores de aire. Y por último, los robots de reprocesamiento, que descomponen y reciclan materiales, como el plástico, para crear nuevos productos y contribuir así a la economía circular
Reciclaje asistido por IA
Al identificar las fuentes y los tipos de residuos, las empresas pueden aplicar estrategias específicas para reducir, reutilizar y reciclar materiales de forma eficaz. Y en este sentido el crecimiento exponencial de la Inteligencia Artificial (IA) aporta un conocimiento que permite tomar decisiones informadas sobre la gestión de residuos para implementar prácticas más sostenibles alineadas con los objetivos medioambientales de su empresa.
Los sistemas de reciclaje asistido por robots de selección inteligente comienzan ahora a diseñarse para hacer frente a una de las grandes dificultades del reciclaje: la contaminación cruzada, cuando diferentes materiales se mezclan dentro del mismo lote de residuos. Los robots son capaces de gestionar y reciclar grandes volúmenes de todo tipo de residuos de manera más eficiente, incansable, veloz y precisa, evitando a los humanos las labores más tediosas e incluso peligrosas.
