IT201800009614A1 - Metodo e sistema di selezione dei materiali oggetto di raccolta differenziata - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale avente per titolo: “Metodo e sistema di selezione dei materiali oggetto di raccolta differenziata”,

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda la gestione del rifiuto solido, ed in particolare riguarda un metodo di selezione dei materiali oggetto di raccolta differenziata, nonché il sistema che implementa detto metodo.

Da molto tempo ormai è mutato l’atteggiamento verso il rifiuto solido urbano, che per molto tempo è stato incenerito e/o meramente, e malamente, sepolto; invece attualmente è stato rivalutato, in un’ottica di salvaguardia dell’ ambiente unita ad una migliore gestione delle fonti di materie prime. Le politiche degli stati a favore della differenziazione nella raccolta dei rifiuti hanno portato a sviluppare nuove tecnologie di gestione dei rifiuti, quali ad esempio quella descritta nel documento EP2765540B1, che favoriscono la differenziazione del deposito dei rifiuti da parte dell’utente e forniscono al raccoglitore dei dati attendibili in merito alla quantità ed alla qualità del rifiuto. Naturalmente, le macro-categorie di materiali che sono oggetto di differenziazione non offrono al raccoglitore, ed ai suoi potenziali acquirenti di materia prima secondaria, un prodotto omogeneo, ma viceversa debbono essere opportunamente selezionate in una pluralità di tipologie che siano più rispondenti alle esigenze del mercato.

L’idea parte dalla necessità di intervenire sullo stato attuale di tale processo al fine di tutelare la salute dei lavoratori che operano manualmente negli impianti di separazione dei rifiuti ottenuti da raccolta differenziata. Infatti, dopo la separazione dei materiali da parte del cittadino che conferisce i rifiuti, la successiva selezione che avviene negli stabilimenti è operata manualmente. A ciò consegue una serie di rischi professionali legati a tale attività che possono compromettere la qualità della vita delle persone che lavorano in questi impianti.

Infatti i rifiuti che provengono dalla raccolta differenziata, spesso non rispettano le regole di conferimento. Così, è possibile trovare nei RSU anche rifiuti speciali pericolosi che potrebbero creare danni alla salute di chi li tocca o ne inala i fluidi prodotti. I guanti e le mascherine indossate dai lavoratori come DPI (dispositivi di protezione individuale) non sono spesso sufficienti a proteggerli (i guanti ad esempio non impediscono le punture di siringhe che vengono gettate nei cassonetti delle isole ecologiche) .

Anche il livello di contaminazione dei contenitori costituisce un pericolo per il rifiuto speciale pericoloso erroneamente conferito o percolato prodotto dalle infiltrazioni dell’ acqua nei residui fluidi decomposti.

Scopo della presente invenzione è quindi fornire un metodo per la selezione dei rifiuti differenziati conferiti ad una stazione di raccolta, che sia in grado di superare gli inconvenienti che appaiono allo stato della tecnica, e che presenti un alto livello di rapidità ed efficienza operativa. Un ulteriore scopo della presente invenzione è un sistema in grado di implementare il suddetto metodo.

Oggetto della presente invenzione è pertanto un metodo per la selezione dei rifiuti differenziati conferiti ad una stazione di raccolta, comprendente le fasi di:

distribuzione dei rifiuti, differenziati secondo le rispettive categorie, ad almeno una linea di selezione;

individuazione di almeno due ulteriori sottocategorie per ciascuna categoria di rifiuto, separazione mediante il prelevamento dalla linea di selezione da parte una pluralità apparecchiature operanti in remoto del rifiuto differenziato nelle rispettive sottocategorie,

collezione e stoccaggio del rifiuto differenziato nelle rispettive sottocategorie,

essendo ciascuna delle dette apparecchiature operanti in controllo remoto provvista di mezzi di rilevamento e caratterizzazione dei rifiuti sottoposti a selezione, ed essendo dette apparecchiature di selezione e detta linea di selezione interfacciate con una unità centrale di elaborazione, provvista di mezzi di comando e controllo remoti.

In una forma esecutiva preferita, detti mezzi di rilevamento e caratterizzazione dei rifiuti comprendono mezzi di rilevamento visivo, quali telecamere, e preferibilmente telecamere a infrarossi; in questo caso, la fase di selezione comprende la visualizzazione del rifiuto prelevato e la sua identificazione rispetto alle sottocategorie individuate per la sua categoria. In particolare, l’immagine rilevata può essere confrontata con immagini precedentemente acquisite e a cui è già stata attribuita una sottocategoria.

Vantaggiosamente, dette apparecchiature di selezione sono provviste di mezzi di presa dotati di opportuni sensori per il rilevamento di determinate proprietà chimico-fisiche del rifiuto prelevato, quali ad esempio la conducibilità termica, la conducibilità elettrica, la permeabilità magnetica, o l’opacità. In questo caso, la fase di selezione comprende il rilevamento del dato inerente ad una data proprietà chimicofisica del rifiuto, e la sua collezione ed il suo confronto con dati caratteristici delle sottocategorie individuate per quella medesima proprietà.

Un ulteriore oggetto della presente invenzione è un sistema adatto ad implementare il metodo sopra descritto, comprendente: mezzi di distribuzione del rifiuto differenziato in un numero dato di categorie, provvista di mezzi di identificazione delle categorie in cui il rifiuto è differenziato; una o più linee di selezione, provviste di mezzi di trasporto, quali un nastro trasportatore continuo, del rifiuto differenziato; una pluralità di apparecchiature operanti in controllo remoto in grado di prelevare il rifiuto dai mezzi di trasporto della linea di selezione e di depositarlo nell’opportuno contenitore di stoccaggio, essendo ciascuna delle dette apparecchiature operanti in controllo remoto provvista di mezzi di rilevamento e caratterizzazione dei rifiuti sottoposti a selezione, ed essendo detti mezzi di distribuzione, detti mezzi di trasporto della linea di selezione, e dette apparecchiature operanti in controllo remoto interfacciati ad una unità centrale di elaborazione provvista di mezzi di comando e controllo remoti.

In una forma esecutiva preferita, dette apparecchiature operanti in controllo remoto sono dei bracci robotici montati su di un supporto posizionato lungo i mezzi di trasporto della linea di selezione perpendicolare al piano di scorrimento dei detti mezzi di trasporto, detti bracci essendo in grado di ruotare rispetto all’asse di detto supporto, ed essendo provvisti di mezzi di acquisizione di immagini, e di mezzi di presa disposti all’ estremità libera del detto braccio.

In un’altra forma esecutiva preferita, sui mezzi di presa dei detti bracci sono collocati dei sensori adatti al rilevamento di una o più proprietà chimico-fisiche del rifiuto prelevato, detti sensori essendo interfacciati con l’unità centrale di elaborazione.

Ulteriori vantaggi e caratteristiche del metodo e del sistema secondo la presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione di una forma esecutiva della medesima resa, a scopo esemplificativo e non limitativo, con riferimento alle tavole di disegni allegate, in cui:

In figura 1 è illustrato un diagramma di flusso riguardante una forma esecutiva preferita del metodo di selezione secondo la presente invenzione;

in figura 2 è illustrato un diagramma schematico a blocchi riguardante una forma esecutiva preferita del sistema di selezione secondo la presente invenzione; e

in figura 3 è illustrata schematicamente in pianta una porzione del sistema di selezione secondo la presente invenzione.

In figura 1 è illustrata, tramite un diagramma di flusso, una forma esecutiva preferita del metodo per la selezione dei rifiuti differenziati conferiti ad una stazione di raccolta secondo la presente invenzione; con 10 è indicata la fase iniziale verifica delle condizioni del rifiuto dal punto di vista del conferimento; vale a dire, viene verificato in 11 se il rifiuto è inserito in un contenitore marcato oppure no; se è presente una marcatura, così come è ad esempio insegnato nel brevetto anteriore precedentemente citato, i dati su di essa inseriti vengono letti ( 12) e avviati al sistema di attribuzione ( 13) e al sistema di selezione ( 14) per la parte riguardante le proprietà del rifiuto.

Successivamente, nella fase 20, con ravviamento alla opportuna linea di selezione di una data categoria, viene ricercata l’eventuale difformità dalla categoria stessa, ed in 21 il rifiuto difforme viene rinviato alla distribuzione, mentre se viene considerato conforme è sopposto in 30 al rilevamento della quota dalla superficie della linea di trasporto ed al rilevamento 40 del profilo, i rispettivi dati 31 e 41 essendo avviati all’unità centrale di elaborazione.

La successiva fase 50 è la presa da parte di una delle apparecchiature di selezione operanti in controllo remoto disposta lungo la linea di selezione, e la fase successiva 60 è la caratterizzazione da parte dell’ apparecchiatura del rifiuto prelevato, in 61 il dato di caratterizzazione rilevato è confrontato, dall’operatore in remoto o dalla logica del sistema, con le caratteristiche della rispettiva sottocategoria; se il dato corrisponde, il rifiuto subisce la fase 62 di collezione e stoccaggio, altrimenti viene rilasciato sulla linea dove sarà verificato dall’ apparecchiatura successiva, o sarà verificato in merito a diverse caratteristiche.

In figura 2 è illustrata schematicamente una forma esecutiva preferita del sistema di selezione dei rifiuti differenziati operante secondo il metodo sopra descritto; con 1 è designata la stazione di distribuzione dei rifiuti differenziati, alle diverse linee di selezione 101 , 201 , 301 e 401, rispettivamente per materie plastiche, carta, vetro e metalli. Ciascuna linea di selezione prevede i mezzi di trasporto della rispettiva categoria di rifiuto, in particolare il nastro trasportatore 2, lungo il quale sono collocati le apparecchiature 3 di selezione operate in controllo remoto, ed interfacciate, come la stazione di distribuzione 1, con l’unità centrale di elaborazione 5, provvista di mezzi di controllo remoti 105 per Γ interfaccia con l’operatore. Ciascuna apparecchiatura 3 è dotata di un contenitore di collezione e stoccaggio 4 in cui viene collocata la rispettiva sottocategoria di rifiuto.

In figura 3 è illustrato un particolare del sistema secondo l’invenzione; alle parti uguali corrispondono uguali numerali. In figura, ai due lati del nastro trasportatore 2, a monte del senso di scorrimento indicato dalla freccia, sono indicati mezzi sensori ottici 102 e le videocamere 202, che permettono di stabilire la quota del rifiuto rispetto al piano del nastro 2 ed il profilo del rifiuto; sono quindi disposte, lungo il percorso del nastro 2 e affacciate tra loro, due serie di tre apparecchiature 3 consistenti in un palo di supporto 103 su cui è montato rotante un braccio robotico 303, provvisto di mezzi di presa 313 su cui sono disposti mezzi sensori 323. Sulla estremità superiore del supporto 103 è collocata una videocamera 203. Dietro ciascuna apparecchiatura 3 è disposto un contenitore 4 di collezione e stoccaggio .

Il funzionamento del metodo di selezione dei rifiuti differenziati e del sistema che lo implementa appariranno evidenti da quanto segue.

Preso atto, così come risulta nelle premesse di questa descrizione, che fosse necessario allontanare gli operatori dal luogo di selezione, insalubre e comunque poco sicuro, il metodo secondo la presente invenzione intende offrire una soluzione che conduca nel tempo più breve possibile ad uno sviluppo efficiente dei sistemi di selezione.

In linea di principio, una volta stabilito il numero di sottocategorie in cui dividere ciascuna delle categorie di rifiuti differenziati da avviare al riciclaggio, potrebbe esserci un’unica macchina che preleva il rifiuto, ne rileva le caratteristiche, lo confronta - automaticamente o con l’ ausilio dell’operatore - con uno standard per quella sottocategoria, ed infine lo avvia alla selezione, oppure lo abbandona nuovamente sul nastro. Naturalmente, questo tipo scelta strutturale rallenterebbe la capacità di funzionamento del sistema, ed è quindi preferibile prevedere l’utilizzo di almeno una apparecchiatura per ciascuna sottocategoria di rifiuti individuata. In particolare, così come risulta dalla figura 3, possono essere previste due apparecchiature che si occupano della medesima sottocategoria di rifiuti.

Inoltre, la linea di selezione può essere una sola, ma convenientemente saranno previste tante linee di selezione quante sono le categorie di rifiuto differenziato che sono trattate nell’ impianto. La caratterizzazione del rifiuto avviene mediante le videocamere 203, che inquadrano il rifiuto e consentono il confronto con i dati già acquisiti, ovvero consentono il consenso dell’operatore remoto, che sulla base della sua valutazione destina il rifiuto alla collezione nella sottocategoria opportuna. Naturalmente, il programma che implementa il metodo che opera sull’unità centrale di elaborazione 5, può essere in grado di autoapprendere, e quindi le scelte dell’operatore implementeranno la capacità discrezionale del sistema, che imparerà a riconoscere le caratteristiche morfologiche salienti per la sottocategoria rispettive di una data apparecchiatura.

Nella variante esecutiva illustrata in figura 3, i mezzi di presa 313 sono dotati di mezzi sensori 323, che sono in grado di rilevare una proprietà chimico-fisica del rifiuto, che può essere confrontata con valori memorizzati caratteristici della sottocategoria, e quindi fornire un ulteriore supporto all’ individuazione della sottocategoria per un dato rifiuto. I sensori possono essere sensori per il rilevamento della conducibilità elettrica, della conducibilità termica, della permeabilità magnetica, o dell’opacità.

Anche se il sistema illustrato nella figura 2 si basa su di una suddivisione, attualmente praticata, della plastica in tre sottocategorie (film, imballaggi, bottiglie), della carta in altrettante tre (carta, cartone e tetrapack), del vetro in due (vetro colorato e trasparente) e del metallo in due (ferroso e non ferroso), il metodo ed il sistema secondo la presente invenzione consentono di sviluppare in modo piuttosto ampio sulla base di una caratterizzazione sempre più accurata del rifiuto, un numero di sottocategorie anche maggiore, in modo da rendere sempre più interessante la materia prima secondaria che viene ottenuta utilizzando il metodo ed il sistema secondo la presente invenzione.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la selezione dei rifiuti differenziati conferiti ad una stazione di raccolta, comprendente le fasi di: distribuzione dei rifiuti, differenziati secondo le rispettive categorie, ad almeno una linea di selezione; individuazione di almeno due ulteriori sottocategorie per ciascuna categoria di rifiuto, separazione, mediante il prelevamento dalla linea di selezione da parte una pluralità apparecchiature operanti in remoto, del rifiuto differenziato nelle rispettive sottocategorie, collezione e stoccaggio del rifiuto differenziato nelle rispettive sottocategorie, essendo ciascuna delle dette apparecchiature operanti in controllo remoto provvista di mezzi di presa e di mezzi di rilevamento e caratterizzazione dei rifiuti sottoposti a selezione, ed essendo dette apparecchiature di selezione e detta linea di selezione interfacciate con una unità centrale di elaborazione, provvista di mezzi di comando e controllo remoti.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1 , in cui detti mezzi di rilevamento e caratterizzazione dei rifiuti comprendono mezzi di rilevamento visivo, quali telecamere, in cui la fase di selezione comprende la visualizzazione del rifiuto prelevato e la sua identificazione rispetto alle sottocategorie individuate per la sua categoria.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui l’immagine rilevata può essere confrontata con immagini precedentemente acquisite e a cui è già stata attribuita una data sottocategoria.
4. 4. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti da 1 a 3, in cui dette apparecchiature di selezione sono provviste di mezzi di presa dotati di opportuni sensori per il rilevamento di determinate proprietà chimico-fisiche del rifiuto prelevato, ed in cui la fase di selezione comprende il rilevamento del dato inerente ad una data proprietà chimico-fisica del rifiuto, e la sua collezione ed il suo confronto con dati caratteristici delle sottocategorie individuate per quella medesima proprietà.
5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 4, in cui dette proprietà chimico-fisiche comprendono la conducibilità termica, la conducibilità elettrica, la permeabilità magnetica, o l’opacità.
6. 6. Sistema adatto ad implementare il metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti da 1 a 5, comprendente: mezzi di distribuzione del rifiuto differenziato in un numero dato di categorie, provvista di mezzi di identificazione delle categorie in cui il rifiuto è differenziato; una o più linee di selezione, provviste di mezzi di trasporto, quali un nastro trasportatore continuo, del rifiuto differenziato; una pluralità di apparecchiature operanti in controllo remoto in grado di prelevare il rifiuto dai mezzi di trasporto della linea di selezione e di depositarlo nell’opportuno contenitore di stoccaggio, essendo ciascuna delle dette apparecchiature operanti in controllo remoto provvista di mezzi di rilevamento e caratterizzazione dei rifiuti sottoposti a selezione, ed essendo detti mezzi di distribuzione, detti mezzi di trasporto della linea di selezione, e dette apparecchiature operanti in controllo remoto interfacciati ad una unità centrale di elaborazione provvista di mezzi di comando e controllo remoti.
7. 7. Sistema secondo la rivendicazione 6, in cui dette apparecchiature operanti in controllo remoto sono dei bracci robotici montati su di un supporto posizionato lungo il percorso dei mezzi di trasporto della linea di selezione e perpendicolare al piano di scorrimento dei detti mezzi di trasporto, detti bracci essendo in grado di ruotare rispetto all’ asse di detto supporto, ed essendo provvisti di mezzi di acquisizione di immagini, e di mezzi di presa disposti all’estremità libera del detto braccio.
8. 8. Sistema secondo la rivendicazione 7, in cui sui mezzi di presa dei detti bracci sono collocati dei sensori adatti al rilevamento di una o più proprietà chimico-fisiche del rifiuto prelevato, detti sensori essendo interfacciati con l’unità centrale di elaborazione.