Secondo un recente rapporto delle Nazioni Unite, la produzione di rifiuti elettronici (e-waste) continua a crescere a livello globale, mentre tutti gli sforzi relativi al loro riciclaggio e recupero faticano a tenere il passo. A tal riguardo, i ricercatori del Fraunhofer Institute for Factory Operation and Automation IFF stanno sviluppando, nell’ambito del progetto iDEAR, soluzioni innovative a base di robot e intelligenza artificiale per lo smontaggio automatizzato e per la rigenerazione e il riciclaggio dei materiali. Obiettivo: favorire la transizione verso un’economia circolare più efficiente e sostenibile.
L’aumento dei rifiuti elettronici e la crisi del riciclo
L’obsolescenza rapida dei dispositivi elettronici, spinta dai continui progressi tecnologici, sta generando una crescente domanda di materie prime finite. Stando all’ultimo report delle Nazioni Unite, si prevede che la produzione annuale di e-waste possa raggiungere i 74 milioni di tonnellate entro il 2030.
Attualmente, oltre l’80% di questi rifiuti finisce in discariche o viene incenerito, con la conseguente perdita di metalli preziosi e terre rare e il rilascio di sostanze chimiche pericolose nell’ambiente a causa dell’incenerimento. La restante parte invece subisce lo smaltimento tradizionale, come la triturazione o il disassemblaggio manuale.
Questo processo prevede che il rifiuto elettronico venga smontato manualmente, ripulito dalle sostanze pericolose, scomposto meccanicamente e smistato in diverse frazioni. Un processo ancora oggi molto costoso e non sempre efficiente, soprattutto per la sua natura “manuale”, e non automatizzata. Una possibile soluzione potrebbe essere l’automazione del disassemblaggio, un progetto già in fase di sviluppo da parte dei ricercatori del Fraunhofer IFF di Magdeburgo.
Il progetto iDEAR: disassemblaggio intelligente e automatizzato
Nell’ambito del progetto iDEAR, acronimo di “Intelligent Disassembly of Electronics for Remanufacturing and Recycling”, i ricercatori stanno combinando robotica e intelligenza artificiale per creare un sistema intelligente in grado di automatizzare i processi di smontaggio in modo non distruttivo.
Al momento il progetto si concentra sui computer, ma in futuro potrà riguardare anche dispositivi più complessi come lavatrici e frigoriferi. Come raccontato nel comunicato stampa, il processo inizia con l’identificazione e l’analisi delle condizioni dei dispositivi attraverso sensori ottici e telecamere 3D alimentate da algoritmi di intelligenza artificiale.
Questi sensori scansionano “le etichette con informazioni sul produttore, il tipo e il numero di prodotto, […] valutano le condizioni degli elementi di fissaggio, come viti e rivetti, e rilevano anomalie“. Tutti i dati sono memorizzati in un gemello digitale di disassemblaggio, “che è un’istanza del prodotto, per così dire, e fornisce anche informazioni sul fatto che un prodotto simile sia mai stato smontato“.
Successivamente, viene definita la sequenza di smontaggio in modo che il software possa determinare se eseguire uno smontaggio completo o concentrarsi solo sul recupero di componenti specifici e preziosi. Qui entra in gioco un robot, che riceve una serie di istruzioni e operazioni da completare, come ad esempio “Rimuovere le due viti a sinistra dell’alloggiamento, aprire l’alloggiamento” e così via.
Stando a quanto raccontato dai ricercatori, il robot è in grado di compiere azioni quali “avvitare, sollevare, tagliare, estrarre, localizzare, riposizionare, rilasciare, spostare leve, piegare, rompere e tagliare fili“. Addirittura il robot è capace di rimuovere una scheda madre da un computer: un’attività molto complessa che richiede un alto livello di precisione.
Un sistema completo per smontare automaticamente i rifiuti
Al momento sono stati costruiti diversi dimostratori per i vari sottoprocessi, come l’identificazione dei dispositivi, la valutazione delle condizioni e l’esecuzione automatizzata delle operazioni di smontaggio. Il prossimo passo sarà l’integrazione di tutte queste tecnologie in un unico sistema completo che unisca tutti gli sviluppi tecnologici e sia in grado di eseguire tutti i processi di smontaggio.
“Il riciclo e la rigenerazione sono fondamentali per le aziende manifatturiere per garantire l’accesso alle materie prime. Il recupero di questi materiali non solo riduce l’impatto ambientale dei rifiuti elettronici, ma costituisce anche una preziosa fonte di materie prime per nuovi prodotti“, afferma il dott. José Saenz, responsabile del gruppo Assistive, Service and Industrial Robots presso il Fraunhofer IFF.
