Een vuilniswagen arriveert bij een sorteerinstallatie aan de rand van de Finse hoofdstad Helsinki. Het afval wordt op een transportband gestort, naar de sorteersectie gebracht en daar op materiaal gescheiden.
Dit wordt doorgaans gedaan door mensen met handschoenen en maskers, maar in deze sorteerfabriek door robots.
Met bliksemsnelle bewegingen pakken de grijpers metaal, hout en beton op van de transportband en laten ze die in de juiste sorteerbakken vallen.
De volautomatische sorteerinstallatie, die begin 2022 is geopend, laat zien hoe robots ons kunnen helpen afval snel te scheiden, ten behoeve van het klimaat.
Hoewel de recycling van kunststoffen, hout en beton bijvoorbeeld de afgelopen jaren verdrievoudigd is, belandt nog te veel afval in Europa op stortplaatsen of in de verbrandingsoven.
Maar Finse robots, zelfrijdende vuilniswagens en ondergrondse buizen schieten ons nu te hulp.
Je gooit elk jaar 5,2 ton weg
De wereld zit vol rotzooi. In 2018 bracht elke EU-burger gemiddeld 5,2 ton afval voort. Slechts 38 procent van het afval werd gerecycleerd.
In 2018 produceerde elke EU-burger 5,2 ton afval, waaronder voedsel, kleren en bouwmaterialen.
Dit komt omdat de levensduur van een product van oudsher een rechte lijn volgt van de winning van de grondstoffen tot het moment waarop de consument het afgedankte product weggooit.
Maar het concept van de circulaire economie kan dat veranderen.
Het maakt van de lijn een cirkel, dus het einde van een product gaat naadloos over in de creatie van een nieuw product. Voordat de cirkel voltooid kan worden, moet bouwafval als beton, metalen, hout en stuc volledig gescheiden worden, zodat het gerecycleerd kan worden en er nieuwe producten van te maken zijn.
Bij het Finse afvalverwerkingsbedrijf Remeo tillen 12 robots van ZenRobotics het afvalbeheer naar nieuwe hoogten.
Normaal wordt circa 50 procent van het Finse afval gerecycleerd, maar na de behandeling door de robots bereikt het recyclingpercentage 90.
Het voordeel van de robots is dat ze de klok rond kunnen werken, en 2000 stuks afval per uur verzamelen en sorteren.
80 procent van het Griekse afval belandt op stortplaatsen. In Noord-Europese landen is dat nog geen procent.
Bovendien kunnen hun geavanceerde sensoren en kunstmatige intelligentie (AI) getraind worden om nieuw afval te herkennen, zodat de robots bijvoorbeeld de ene dag flessen en verpakkingen en de volgende dag beton, metaal en hout van een bouwterrein kunnen scheiden.
Het robotsysteem bestaat uit een stel transportbanden die afval naar grootte filteren en het gelijkmatig verdelen. Zo krijgen de robots een beter overzicht en armslag om de brokstukken te grijpen.
Maar eerst gaat het afval door een scanner, waar onder meer camera’s en metaalsensoren de soorten onderzoeken.
Een AI registreert de bevindingen van de scanner, herkent het soort afval en berekent hoe de robotarm het afval van de transportband moet oppakken en in de juiste afvalbak moet laten vallen.
Robots besturen de stortplaats van de toekomst
1. Transportband voedt de robots
Aan het begin van de installatie voert een 1,8 meter brede transportband het afval naar 12 sorteerrobots. Daarvóór scheiden kleinere transportbanden alvast de kleinste en grootste voorwerpen en verdelen die gelijkmatig.
2. Sensoren scannen het afval
Het afval gaat onder een scanner door met een hogeresolutiecamera en een metaalsensor. Het afval wordt geanalyseerd door een kunstmatige intelligentie, die berekent hoe het moet worden opgepakt en waarheen het moet worden verplaatst.
3. Robotarmen plukken het afval
De kunstmatige intelligentie zendt berichten naar de robots. Tot drie robotarmen kunnen tegelijk werken, en elke arm kan tot 30 kilo afval dragen. Samen sorteren de armen 6000 stuks afval per uur, de klok rond.
4. Afval gesorteerd op materiaal
De robotarmen storten het afval in schachten eronder. Zo worden bouwmaterialen zoals metaal, hout en beton gescheiden. Het afval is nu gesorteerd en kan weggebracht worden voor verdere verwerking of recycling.
De robots werken snel en efficiënt, en doordat ze nooit moe worden kunnen ze veel meer afval verwerken dan mensen.
Olie gaat in rook op
Tegenwoordig belandt afval dat niet kan worden gerecycleerd op stortplaatsen, of het wordt verbrand in verbrandingsovens, waar de hitte gebruikt wordt om stroom op te wekken voor de consument.
Maar aan de verbranding hangt een prijskaartje in de vorm van CO2-uitstoot in de atmosfeer.
Zo bestaat plastic uit chemische verbindingen, polymeren, die hoofdzakelijk uit olie gemaakt worden. Als het plastic verbrand wordt en de rook opstijgt, komt het koolstofgehalte van de olie als CO2 in de atmosfeer terecht.
Studies tonen aan dat het verbranden van een ton plastic afval ongeveer 2,8 ton CO2 uitstoot. In Europa wordt ongeveer een tiende verbrand, en prognoses wijzen uit dat verbranding in 2030 wereldwijd een miljoen ton CO2 zal veroorzaken.
Juist daarom is plastic een materiaal dat onderzoekers beter herbruikbaar willen maken. In 2015 heeft de wereld 6300 miljoen ton plastic geproduceerd, waarvan slechts 9 procent gerecycleerd is.
Een probleem is dat omgesmolten of gerecycleerd plastic niet zo lang meegaat als het nieuw geproduceerde. Het is met een Engels woord ‘downcycled’ tot een minderwaardig product. Bovendien is het moeilijk en duur om de verschillende soorten plastic van elkaar te scheiden.
Maar nu hebben onderzoekers van de universiteit van North Carolina, VS, een methode ontwikkeld om hergebruikt plastic sterker te maken dan het origineel.
Onderzoekers van de universiteit van North Carolina hebben een methode ontwikkeld om plastic afval om te zetten in nieuwe, sterkere soorten plastic.
Kunststofpolymeren bestaan uit koolwaterstofbindingen, en door er bepaalde waterstofatomen uit te verwijderen, wordt de kunststof sterker gemaakt.
Zo zijn onderzoekers erin geslaagd om plastic met polyolefine, een synthetische olie voor elektronica-verpakkingen, om te zetten in een hoogwaardigere kunststof, ionomeer genaamd, die onder meer wordt toegepast in voedselverpakkingen.
Buizen vervoeren afval op diepte
Met de grotere aandacht voor recycling gelden er zwaardere eisen aan het verdere vervoer, want in hoe meer bakken we ons afval gooien, hoe meer vuilniswagens er de straat op gaan – dus zowel het verkeer als de uitstoot van CO2 neemt toe.
Daarom heeft de Deense firma Envac een afvalafvoersysteem ontwikkeld dat de vuilnisbakken rechtstreeks verbindt met een ondergronds buizenstelsel.
Het systeem is als een pneumatisch buizenstelsel, waarbij perslucht capsules met afval met 70 km/h door buizen zuigt.
Perslucht stuurt afval de stad uit
In de toekomst verloopt de reis van vuilnisbak naar recycling met geautomatiseerde buizenstelsels onder de straat, zelfrijdende vuilniswagens en robotgestuurde afvalsortering.
1. Vuilnisbakken zijn met elkaar verbonden
Afval wordt in automatische bakken gegooid die in flats, kantoorgebouwen en straten staan. Metaal, plastic en restafval worden gesorteerd in aparte bakken, die verbonden zijn met een ondergronds buizenstelsel.
2. Afval wordt de stad uitgeschoten
Een ingebouwde sensor registreert wanneer een bak vol is. Een computer verstuurt een signaal om de bak te legen. Krachtige ventilatoren creëren daarop een luchtdruk in de buizen die het afval met 70 km/h afzuigt.
3. Vuilniswagens zetten de reis voort
De buis komt uit bij een verzamelstation aan de rand van de stad. Hier wordt het afval op zelfrijdende vuilniswagens geladen, die naar een sorteerinstallatie rijden. Zo is er minder zwaar verkeer in de stad nodig.
4. Gesorteerd afval krijgt nieuw leven
Materialen als metaal en plastic gaan direct naar de recycling of naar een automatische sorteerinstallatie. Hier scheiden robots het afval bijvoorbeeld op de soort metaal of op de kleur van frisdrankflessen.
De bakken staan centraal in de stad en zijn verdeeld naar soorten afval.
Als een bak vol is, wordt dat door een sensor geregistreerd. Ventilatoren zorgen dan voor een luchtstroom door de buis, die het afval naar een afvalcentrum buiten de stad transporteert.
Van daaruit vervoeren zelfrijdende vrachtwagens het afval verder, zodat het gescheiden en hergebruikt kan worden.
VIDEO: Zelfrijdende vuilniswagen manoeuvreert door straten
Volgens Envac kan de technologie zowel het rijden met vuilniswagens als de totale CO2-uitstoot van het afvaltransport tot een twintigste verminderen.
Samen met de Finse sorteerrobots kan het systeem ons een stap dichter brengen bij een toekomst waarin we niet alleen maar kopen, weggooien en verdrinken in ons eigen afval, maar de materialen bijna eindeloos recyclen.