Nú á að endurnýta ALLT sorpið: Sorphirðan 2.0

Þú framleiðir 14 kg af sorpi á hverju degi. Þetta sorp safnast upp á urðunarstöðvum eða brennsluofnum sem spúa koltvísýringi upp í gufuhvolfið. Á finnskri sorphirðustöð hafa vitvélar nú tekið við stjórninni. Þeim er beitt í baráttunni við sorpið og eiga að hindra að við köfnum í eigin skít.

BIRT: 11/12/2022

LESTÍMI:

6 mínútur

Sorphirðubíll kemur í sorphirðustöð í útjaðri Helsinki. Bíllinn er tæmdu á færiband sem flytur sorpið inn í flokkunardeildina þar sem það er sundurgreint eftir efnum.

 

Yfirleitt er þetta verk unnið af fólki með hanska og grímur en hér eru það tækin sem ráða ríkjum.

 

Griparmar eru eldsnöggir að hrifsa upp málma, timbur og steypuklumpa af færibandinu og flytja þessi efni í viðeigandi gáma.

 

Þessi alsjálfvirka flokkunarstöð var opnuð í ársbyrjun 2022 og veitir ákveðna innsýn í það hvernig sjálfvirkar vélar og gervigreind munu koma að gagni við að flokka sorp bæði hratt og skilvíslega, nokkuð sem bæði gagnast okkur og náttúrunni.

 

Þótt endurnýting t.d. plasts, timburs og steypu hafi þrefaldast á síðustu árum er alltof stór hluti úrgangs í Evrópu ýmist urðaður eða brenndur.

 

En nú koma finnsku vitvélarnar okkur til bjargar ásamt t.d. sjálfkeyrandi sorpbílum og jafnvel neðanjarðarleiðslur.

 

5,2 tonn á mann

Sorpið dreifist á jörðina af sívaxandi þunga. Innan ESB féll til úrgangur upp á 5,2 tonn á mann á árinu 2018. Aðeins 38% af þessu sorpi voru endurunnin.

Bls. 23. Árið 2018 bárust að meðaltali 5,2 tonn af sorpi frá hverju mannsbarni í ríkjum Evrópusambandsins.

Ástæðan er sú að flest allar vörur fylgja sama línumynstri, allt frá vinnslu hráefnis gegnum framleiðslu og notkun og loks áfram í ruslið.

 

Þessu á hringrásarhagkerfið að breyta.

 

Þessari beinu línu á að breyta í hring, þar sem endalok tiltekinnar vöru eða einingar marka sjálfkrafa upphafið að nýrri framleiðslu. Til að unnt sé að loka þessum hring er nauðsynlegt að flokka allan úrgang nákvæmlega þannig að unnt sé að endurvinna hvert efni fyrir sig og framleiða úr því nýja vöru.

 

Hjá finnska endurvinnslufyrirtækinu Remeo eru 12 vitvélar frá fyrirtækinu ZenRobotics notaðar til að lyfta flokkuninni í nýjar hæðir.

 

Almennt endurvinna Finnar um helming úrgangsins en í nýju sorphirðustöðinni fer endurvinnsluhlutfallið upp í 90%.

 

Kosturinn við vélvæðinguna er sá að vélar geta unnið allan sólarhringinn og þær ná að tína upp og flokka um 2.000 einingar á klukkustund.

80 % af úrgangi Grikkja endar á ruslahaugunum. Hjá löndum Norður-Evrópu er talan innan við eitt %.

Til viðbótar nýtast nákvæmir skynjarar og gervigreind þannig að tækin er hægt að þjálfa til að þekkja ný úrgangsefni. Með þessu móti má nota sömu tækin til að flokka t.d. drykkjarílát og plastumbúðir einn daginn en steypuklumpa, málma og timbur frá byggingarstað þann næsta.

 

Í nýju flokkunarstöðinni eru fjölmörg færibönd sem nýtt eru til að aðgreina sorp eftir stærð og dreifa einingum jafnt. Þannig ná vitvélarnar betri yfirsýn og þeim verður auðveldara að grípa einstaka hluti.

 

Áður en sorpið nær alla leið að tækjunum fer það í gegnum skannakerfi þar sem m.a. myndavélar og málmskynjarar greina mismunandi sorphluti.

 

Gervigreindartölvur skrá niðurstöður skannakerfisins. Þær þekkja mismunandi gerðir sorpsins og reikna hvernig gripklærnar skuli hirða tilteknar einingar upp af færibandinu og koma þeim í rétta gáma.

Vitvélar stýra framtíðarflokkun

Skynjarar, gervigreind og hraðvirkar gripklær – Í nýrri, finnskri flokkunarstöð er mannshöndin óþörf en sorpið flokkað svo nákvæmt að endurvinnslan verður mun auðveldari.

1. Færibönd fóðra tækin

Færiband sem er 1,8 m á breidd tekur við sorpinu og önnur færibönd flytja það til 12 flokkunartækja. Áður en þangað kemur hafa stærstu og smæstu hlutir verið teknir úr og sorpinu dreift jafnt.

2. Skynjarar skanna sorpið

Sorpið fer gegnum skannakerfi, þar sem m.a. eru teknar myndir í hárri upplausn og einnig málmleitartæki. Gervigreindartölvur greina sorpið af nákvæmni og ákvarða hvernig skuli meðhöndla það og flokka.

3. Gripklær taka sorpið

Gervigreindartölva sendir tækjunum boð. Allt að þrír vélarmar geta starfað samtímis og hver þeirra veldur allt að 30 kg þunga. Að samanlögðu taka armarnir upp 6.000 sorpeiningar á klst. allan sólarhringinn.

4. Sorp flokkað eftir efnum

Úr gripklóm vélarmanna fer sorpið í tiltekna gáma. Þannig eru t.d. byggingarefni, svo sem málmar, timbur og steypa flokkuð í sundur. Sorpið er nú flokkað og tilbúið til framhaldsmeðferðar eða endurvinnslu.

Tækin vinna hratt og skilvirkt og þreytast aldrei. Þau eru því fær um að flokka margfalt meira sorp en starfsfólk af holdi og blóði.

 

Olían verður að reyk

Nú er úrgangur sem ekki er unnt að endurvinna ýmist urðaður eða brenndur og hitaorkan frá brennslunni m.a. notuð til raforkuvinnslu. Brennslunni fylgir hins vegar umhverfiskostnaður í formi koltvísýringslosunar.

 

Plast er t.d. gert úr svonefndum pólýmerum sem einkum eru unnir úr olíu. Þegar plast er brennt og reykurinn stígur til himins, er kolefnisinnihald olíunnar þannig losað út í gufuhvolfið í formi koltvísýrings.

 

Rannsóknir sýna að við bruna eins tonns af plasti losna um 2,8 tonn af koltvísýringi. Í Danmörku einni er nú brennd um 370.000 tonn af plasti árlega. Þessi brennsla losar ríflega milljón tonn af koltvísýringi og framreikningar sýna að sú losun verði nánast óbreytt árið 2030.

 

Þetta er ein helsta ástæða þess að vísindamenn vilja auðvelda endurvinnslu plasts. Fram til ársins 2015 höfðu á heimsvísu verið framleiddar 6.300 milljónir tonna af plasti en aðeins 9% þess magns var endurunnið.

 

Meðal helstu ástæðna þess er sú að brætt og endurunnið plast endist ekki jafn vel og nýtt. Það verður sem sagt lakari vara.

 

Nú hafa vísindamenn hjá Norður-Karólínuháskóla í BNA

 sem ætlað er að gera endurunnið plast sterkara en það nýframleidda.

Vísindamenn við Norður-Karólínuháskóla í BNA hafa fundið aðferð til að styrkja úrgangsplast og gera það þolnara en nýtt.

Pólýmerar í plasti eru gerðir úr kolvetnisbindingum og með því að fjarlægja tilteknar vetnisfrumeindir úr bindingunum verður plastið sterkara.


Vísindamönnunum hefur m.a. tekist að umbreyta plasti með gerviolíunni pólýolefín sem oft er notuð í umbúðir utan um rafeindatæki og fá þannig fram sérstaka plastgerð sem kallast jónomer, hágæðaplast sem nota má í matvörupakkningar.

 

Sorp flutt um leiðslur

Þegar aukin athygli beinist að endurvinnslu aukast líka kröfurnar til sorpflutninga. Því fleiri tunnur sem við notum undir mismunandi úrgang, þeim mun fleiri sorpbíla þurfum við til að flytja sorpið og það eykur bæði umferð og útblástur.

 

Danskt fyrirtæki, Envac að nafni, hefur þróað úrgangssogkerfi sem á að vera beintengt við sorptunnur með neðanjarðarleiðslum.


Kerfið á að virka líkt og gamaldags rörpóstkerfi þar sem loftþrýstingur er notaður til að soga sorphylki gegnum leiðslurnar á 70 km hraða.

Loftþrýstiblásarar koma ruslinu út úr borginni

Í framtíðinni á ruslið að fara úr tunnunni til endurvinnslu gegnum sjálfvirk leiðslukerfi neðanjarðar, með sjálfkeyrandi sorpbílum og gegnum sjálfstýrðar flokkunarstöðvar.

1. Ruslatunnurnar samtengdar

Sorp er sett í sjálfvirkar ruslatunnur í íbúðum, skrifstofum eða á götum úti. Málmar, plast og annar úrgangur fara í aðskildar tunnur, tengdar neðanjarðarleiðslum.

2. Sorpinu skotið út úr borginni

Innbyggður skynjari greinir hvenær tunnan er full. Tölva sendir boð um tæmingu og gangsetur öfluga blásara sem soga ruslið gegnum leiðsluna á 70 km hraða.

3. Sorpbílar halda ferðinni áfram

Leiðslan endar við safnstöð í útjaðri borgarinnar. Þar fer sorpið á sjálfkeyrandi sorphirðubíla sem taka stefnuna á fínflokkunarstöð. Leiðslukerfið dregur úr umferð inni í þéttbýlinu.

4. Endurunnið sorp fær framhaldslíf

Efni á borð við málma og plast fara beint í endurvinnslu eða í sjálfvirka flokkunarstöð, þar sem vitvélar flokka sorpið nánar, t.d. eftir gerð málms eða þá plastflöskur eftir lit.

Loftþrýstiblásarar koma ruslinu út úr borginni

Í framtíðinni á ruslið að fara úr tunnunni til endurvinnslu gegnum sjálfvirk leiðslukerfi neðanjarðar, með sjálfkeyrandi sorpbílum og gegnum sjálfstýrðar flokkunarstöðvar.

1. Ruslatunnurnar samtengdar

Sorp er sett í sjálfvirkar ruslatunnur í íbúðum, skrifstofum eða á götum úti. Málmar, plast og annar úrgangur fara í aðskildar tunnur, tengdar neðanjarðarleiðslum.

2. Sorpinu skotið út úr borginni

Innbyggður skynjari greinir hvenær tunnan er full. Tölva sendir boð um tæmingu og gangsetur öfluga blásara sem soga ruslið gegnum leiðsluna á 70 km hraða.

3. Sorpbílar halda ferðinni áfram

Leiðslan endar við safnstöð í útjaðri borgarinnar. Þar fer sorpið á sjálfkeyrandi sorphirðubíla sem taka stefnuna á fínflokkunarstöð. Leiðslukerfið dregur úr umferð inni í þéttbýlinu.

4. Endurunnið sorp fær framhaldslíf

Efni á borð við málma og plast fara beint í endurvinnslu eða í sjálfvirka flokkunarstöð, þar sem vitvélar flokka sorpið nánar, t.d. eftir gerð málms eða þá plastflöskur eftir lit.

Ruslatunnum eða gámum fyrir grófflokkað sorp á þá að koma fyrir miðlægt á tilteknum stöðum.

 

Þegar gámur er fullur, skráir skynjarakerfi það og loftstreymi er nú hleypt á leiðsluna sem flytur sorpið út úr borginni til sorpstöðvar, þar sem sjálfkeyrandi bílar taka við og flytja sorpið áfram á fínflokkunarstöðvar og til endurvinnslu.

 

Myndskeið: Sjálfkeyrandi sorpbílar fara um göturnar

Sorpbíl frá Volvo eltir sorphirðumanninn og sneiða hjá bílum og fólki á götunum.

Forsvarsmenn Envac segja þessa tækni minnka akstur og útblástur sorpbíla um 95%.

 

Finnar eru þegar byrjaðir að nota gervigreind við flokkun og flutningar um leiðslur, sjálfkeyrandi bílar og fleiri nýjungar gætu á næstu árum fært okkur skrefi nær þeirri framtíð þegar við látum okkur ekki nægja að kaupa og fleygja, heldur endurvinnum úrganginn nánast óendanlega oft.

BIRT: 11/12/2022

HÖFUNDUR: MIKKEL MEISTER

HÖFUNDARÉTTUR MYNDA: © Shutterstock,© ZenRobotics, Claus Lunau,© Volvo

vinsælustu greinarnar

Lifandi vísindi

Lyf

Lifandi saga

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.

Innskráning

Ertu með áskrifandi að blaðinu?

Áskrifendur geta fengið áskrift af vefnum hér

FÁÐU AÐGANG AÐ VÍSINDI.IS

Viltu lesa greinina?

Fáðu aðgang að visindi.is

Ókeypis í 2 vikur!

Eftir það kostar eingöngu 1.390 kr. á mánuði og enginn uppsagnarfrestur.

Innifalið er aðgangur að öllum greinum á vefnum ásamt rafræna útgáfu af nýjustu tölublöðunum.

  • Fullur aðgangur að visindi.is
  • Frábærar myndir og myndbönd
  • Aðgengilegt í öllum snjalltækjum
  • Fullur aðgangur að gríðarlegu magni eldri greina
  • Nýjustu tölublöðin í rafrænu formi

Núverandi áskrifendur að tímaritinu fá að sjálfsögðu ókeypis aðgang að vefnum og þurfa bara að virkja aðgang sinn hér.

Ef þú ert þegar áskrifandi að visindi.is