Estado actual: problemática y el proyecto MERLIN

En el mundo actual, el uso de materiales plásticos en la fabricación de envases es omnipresente, con un incremento sostenido influenciado por la demanda de productos de consumo. Particularmente, los envases multicapa, que combinan distintos polímeros y a veces metales, ofrecen ventajas significativas en términos de conservación y vida útil de los alimentos. Sin embargo, su reciclado presenta desafíos considerables lo que ocasiona que estos materiales, tras el proceso de separación mecánica, queden en los flujos rechazo con destino vertedero o incineración. Este escenario no solo afecta negativamente a la sostenibilidad ambiental, sino que también implica la pérdida de valiosos recursos materiales y energéticos.

Varias son las problemáticas asociadas a la selección y reciclaje de plásticos multicapa. Por un lado, las actuales tecnologías de clasificación y separación de residuos utilizadas en las plantas de triaje no permiten la identificación efectiva y, por consiguiente, el triaje de los residuos de envase multicapa. En consecuencia, acaban formando parte del rechazo de proceso o bien como ‘contaminante’ de los flujos de reciclaje de plástico monomaterial, reduciendo la calidad de éstos y limitando su aplicabilidad en nuevos productos. 

Adicionalmente a las dificultades de recuperación de los residuos multicapa en las plantas de tratamiento de residuos, otro de los desafíos a solventar de cara a avanzar en su valoración material es la dificultad asociada a la separación eficiente de las diferentes capas de plástico que componen el envase y que está limitando la demanda de este residuo por parte de los recicladores y, en consecuencia, su reintroducción en el ciclo productivo. 

Europa, como uno de los líderes globales en la promoción de una economía circular, afronta la urgencia de desarrollar soluciones efectivas que permitan el reciclaje de estos envases de forma sostenible y económicamente viable. El proyecto MERLIN, financiado por la Unión Europea a través de su programa Horizon 2020 (GA-101003883), surge como una respuesta innovadora a esta problemática, proponiendo un enfoque multidisciplinario y colaborativo, que busca mejorar las tecnologías de separación y reciclaje, al mismo tiempo que promover la conciencia ambiental y la adopción de prácticas de consumo sostenible. Este proyecto es una respuesta vital a la necesidad de cerrar el ciclo de vida de los plásticos, posicionando a Europa a la vanguardia de la sostenibilidad ambiental y la economía circular.

Las soluciones desarrolladas en el proyecto MERLIN se aplicarán de forma secuencial, comenzando por el diseño y validación del proceso de identificación y clasificación de envases multicapa, rígidos y flexibles; deslaminado mediante diferentes rutas de despolimerización y procesos de disolución selectiva; y finalmente, estudio de técnicas de reciclado para la repolimerización y el upcycling de los polímeros.

Desarrollo de una solución avanzada para la identificación y selección de residuos de envase multicapa

Con un consorcio de primer nivel compuesto por líderes europeos en diversas disciplinas, MERLIN integra expertos en las diferentes etapas del ciclo de vida de los envases plásticos, desde su diseño hasta su reciclaje y reintroducción en el ciclo productivo, incluyendo también expertos en áreas transversales, como por ejemplo la revisión normativa y legal. Todo ello en aras de mejorar la calidad y la tasa de reciclaje de estos materiales complejos avanzando en el desarrollo de soluciones orientadas a su circularidad.

Las soluciones desarrolladas en el proyecto MERLIN se aplicarán de forma secuencial, comenzando por el diseño y validación del proceso de identificación y clasificación de envases multicapa, rígidos y flexibles. Posteriormente, los envases serán deslaminados mediante diferentes rutas de despolimerización y procesos de disolución selectiva. Finalmente, se estudiarán técnicas de reciclado para la repolimerización y el upcycling de los polímeros. Los materiales reciclados obtenidos serán validados mediante el desarrollo de soluciones de envases rígidos y flexibles y la demostración de la circularidad de los procesos valorización. Estas soluciones se desarrollarán y probarán posteriormente en un entorno real.

Bajo este planteamiento, tres empresas, Rovimática, Iris y PreZero, han colaborado estrechamente con el objetivo de desarrollar una solución orientada a la identificación y separación de plásticos multicapa para su incorporación en las plantas de tratamiento de residuos. La solución propuesta se compone de dos unidades. Una primera unidad, un avanzado sistema de monitoreo en tiempo real identifica las diferentes combinaciones de capas de los envases. A continuación, un sistema robótico basado en visión e inteligencia artificial se encarga de seleccionar y clasificar cada uno de estos residuos. El sistema integrado se ha demostrado en un entorno real resultando en avances significativos en el diseño de sistemas de monitoreo y soluciones robóticas para la clasificación eficiente de este tipo de residuos.  

Sistema de monitorización de la composición de los residuos de envases multicapa

Iris: tecnología de análisis hiperespectral y modelos inteligentes para la identificación de materiales 

IRIS Technology Solutions, una empresa innovadora en el campo del análisis de imagen y sistemas inteligentes, especializándose en tecnologías habilitadoras clave para la transformación digital. Ésta juega un papel crucial en el proyecto MERLIN, enfocándose en el uso de tecnologías de análisis hiperespectral (HSI) para clasificar residuos de envases plásticos en función de su composición. Esta técnica de vanguardia captura información detallada sobre la naturaleza química de los materiales y trata dicha información mediante modelos predictivos basados en inteligencia artificial, facilitando una identificación detallada de los diversos polímeros presentes en los residuos y permitiendo una clasificación eficiente para su posterior reciclaje. Complementando su sistema HSI, IRIS ha desarrollado un detector de metales de alta precisión, crucial para localizar envases multicapa que contienen componentes metálicos. Estos envases presentan retos particulares en el reciclaje y requieren una separación meticulosa para evitar la contaminación de corrientes de plástico puro.

La aportación de IRIS al proyecto MERLIN es significativa. La precisión en la clasificación de los residuos por su composición y la detección efectiva de metales son fundamentales para mejorar la calidad del reciclado, garantizando materiales aptos para su reutilización en la fabricación de nuevos productos, alineando la gestión de residuos con los principios de la economía circular.

Sistema de visión artificial para la identificación de envases rígidos y flexibles

Rovimática: robótica inteligente en tratamiento de residuos

ROVIMÁTICA es una empresa especializada en robótica, visión artificial e inteligencia artificial. Con una trayectoria destacada en la creación de soluciones tecnológicas avanzadas, aporta su experiencia en la automatización para mejorar el reciclaje de envases multicapa.

Esta empresa ha desempeñado un papel fundamental en el desarrollo del sistema de separación. Su desarrollo está compuesto por sistemas avanzados de visión y robótica. 

El sistema de visión utiliza algoritmos de inteligencia artificial entrenados específicamente para discernir entre envases rígidos y flexibles, una distinción clave que facilita la manipulación de los residuos y mejora significativamente la eficiencia del proceso de reciclaje. Además de ello, los algoritmos de IA permiten localizar de forma precisa los residuos en la cinta transportadora y envía toda la información al robot.

El sistema robótico inteligente es capaz de separar los residuos con gran precisión. El end-effector del robot, compuesto por tres sistemas de agarre complementarios, es capaz de manejar diferentes morfologías de residuos, lo que permite una manipulación y clasificación eficaces independientemente de las variaciones en la forma o el tamaño de los envases.

La integración de estos sistemas robóticos en la línea de clasificación representa un salto cualitativo en el tratamiento de residuos multicapa. Al automatizar la clasificación y haciendo uso de tecnologías inteligentes, la solución no solo mejora las tasas de recuperación de materiales, sino que también contribuye a la creación de un proceso de reciclaje más sostenible y económicamente viable.

La labor de ROVIMÁTICA en el proyecto MERLIN ejemplifica el potencial de la robótica y la inteligencia artificial para transformar la industria del reciclaje, presentando soluciones que responden a los desafíos ambientales actuales.

Diseño del end-effector del sistema robótico

PreZero: la experiencia en gestión de residuos para la demostración de la solución

En el ámbito de la gestión y el tratamiento de residuos, PreZero Iberia es una empresa de referencia. Opera 127 instalaciones de tratamiento y reciclaje de residuos donde se procesan más de 6,7 millones de toneladas de residuos al año a través de diferentes tipos de tratamientos, como selección y clasificación, digestión anaerobia y compostaje, biometanización, transferencia, incineración, gasificación y vertederos.  

En su apuesta por avanzar hacia un modelo integral de gestión de residuos, PreZero está actualmente inmerso en el proceso de evolución hacia la digitalización y automatización de sus sistemas de tratamiento. En este sentido, el papel de PreZero en MERLIN se centra en la integración y demostración de las nuevas soluciones desarrolladas por IRIS y ROVIMATICA para identificar y seleccionar residuos de envases multicapa tanto rígidos como flexibles. Desde el inicio del Proyecto, PreZero ha trabajado en la caracterización y cuantificación de los residuos multicapa a lo largo del proceso de clasificación, así como apoyando a IRIS y ROVIMATICA en la definición de las especificaciones de los sistemas de monitorización y robotización.

Una vez concluidos ambos prototipos e integrados en una unidad única, PreZero ha llevado a cabo en el Complejo Medioambiental La Vega los correspondientes ensayos de validación de la solución. Las pruebas realizadas han demostrado la capacidad del sistema para identificar y clasificar residuos de envases post-consumo, tanto rígidos como flexibles, compuestos por combinaciones de capas de diferentes plásticos y aluminio (PET-PP, PET-PE, metal...), lo que supone una dificultad para los actuales sistemas de clasificación. 

Aunque aún no se ha integrado en el flujo de residuos a gran escala, los resultados iniciales son alentadores y apuntan hacia un impacto significativo en la mejora de las tasas de recuperación y la calidad del material reciclado. Estos avances sugieren un futuro en el que tales sistemas podrían estar operando en conjunto con las líneas de clasificación existentes, mejorando la eficiencia y sostenibilidad del reciclaje de envases multicapa.

Los satisfactorios resultados alcanzados con el prototipo refuerzan el compromiso de continuar con el desarrollo tecnológico en esta dirección, buscando una integración completa que transformará la gestión de residuos y contribuirá a un modelo económico más circular y respetuoso con el medio ambiente.

Hacia un modelo sostenible de producción y consumo de envases plásticos

El desarrollo del prototipo como primer eslabón de la cadena de valor del proyecto MERLIN es un testimonio tangible de la innovación orientada a la sostenibilidad ambiental. Este esfuerzo concentrado en el reciclaje de envases multicapa refleja el compromiso del consorcio con la reducción del impacto ambiental de estos materiales, que ha sido históricamente desafiante.

Los logros derivados del proyecto MERLIN van más allá de los resultados obtenidos con este prototipo.  En paralelo, otros paquetes de trabajo, actualmente en fase de implementación, contribuyen de manera sinérgica a un objetivo común: minimizar la huella ecológica de los envases plásticos y fomentar una transición hacia prácticas de producción y consumo responsables.

Los resultados preliminares son prometedores y apuntan a un avance significativo en el campo del reciclaje de plásticos. A medida que el proyecto avanza, se espera que la integración de estas soluciones innovadoras en las operaciones estándar de gestión de residuos mejore aún más las tasas de recuperación y la calidad del reciclado.

Para acceder a información más detallada sobre los resultados específicos del proyecto MERLIN y profundizar en las tecnologías implementadas, te instamos a explorar nuestro sitio web en http://merlinproject.eu. Descubre cómo estas innovaciones están liderando el camino hacia el futuro del reciclaje de plásticos, contribuyendo activamente a la consecución de prácticas sostenibles en la gestión de residuos.