INNEST/2022/127

Nª DE EXPEDIENTE

AVI

CONCEDENTE

01/05/2022

FECHA

28 MESES

DURACIÓN

110.191,85 € €

IMPORTE

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TITULO:

Reciclaje inteligente y cooperativo en toda la cadena de valor orientado a una sociedad sostenible 360º

Beneficiarios:

  • Genia Bioenergy
  • NUNSYS
  • Técnicas y Tratamientos Medioambientales (TETMA)
  • Asociación de Investigación de Materiales Plásticos y Conexas (AIMPLAS)
  • Universidad Politécnica de Valencia (UPV-VRAIN)

RECICLAI360

Proyecto de reciclaje inteligente y cooperativo en toda la cadena de valor orientado a una sociedad sostenible 360º.

Su objetivo es la investigación y desarrollo de un entorno inteligente colaborativo, que permita de forma escalable potenciar e introducir nuevas acciones para mejorar la cadena de valor del proceso de reciclaje actual, a través de la implantación de herramientas digitales basadas en Inteligencia Artificial: Big Data, Digital Twins, así como técnicas de persuasión basadas en la argumentación.

Por un lado, los actores clave (ciudadanos) dispondrán de la información necesaria para establecer nuevos procesos y estrategias de gestión de residuos urbanos y, por otro lado, el conocimiento generado será transferido cómo herramienta de referencia para el diseño de nuevas políticas públicas.

El presente proyecto se ejecutará en forma de consorcio junto a la Asociación de Investigación de materiales y plásticos (AIMPLAS), Genia Bionergy, S.L , Técnicas y tratamientos medioambientales, S.L (TEMTA) y la Universidad Politécnica de Valencia (UPV VRAIN). Además, ha recibido el apoyo del Ayuntamiento Vall D’Uixo, del Ayuntamiento de Castellón y de la Conselleria de Agricultura, Desarrollo Rural, Emergencia Climática y Transición Ecológica de la Generalitat de la Comunidad Valenciana.

innovación

La búsqueda del Desarrollo Sostenible pasa por una demanda necesaria en la reducción de la producción de residuos municipales, y para ello es necesario el desarrollo experimental de estrategias innovadoras que minimicen los impactos ambientales producidos. Todo esto pasa por evaluar, de una manera objetiva, las implicaciones ambientales y operativas derivadas de los sistemas de gestión de residuos sólidos urbanos cuya gestión es compleja dada su naturaleza diversa y gran cantidad de los mismos.   

El proyecto reciclAI360 facilitará la transición hacia una economía circular que es más respetuosa con el Medio Ambiente promoviendo buenas prácticas sobre la separación en origen, así como la implementación de tecnologías innovadoras, e impulsará la competitividad de empresas ligadas al ciclo integral del reciclaje. 

El objetivo general a conseguir a través del proyecto se centra en la investigación, desarrollo y validación de un entorno software colaborativo que permita de forma escalable y reproducible potenciar e introducir nuevas acciones para mejorar el proceso de reciclaje actual, fortaleciendo a toda la cadena de valor del reciclado, a través de implantación de herramientas eficientes e innovadoras como Visión Artificial y Digital Twins, que permitan combinar los esfuerzos entre todos los agentes involucrados en el proceso del reciclado, desde la producción hasta la valorización, que situará al ciudadano como eje central de la solución, poniendo énfasis en los residuos urbanos, específicamente los depositados en el contenedor amarillo, gris y marrón. 

Los principales resultados  obtenidos del proyecto reciclAI360 se pueden resumir en los siguientes puntos:

– Generación de nuevas directrices para el ECODISEÑO de envases:s identificar áreas de mejora en los diseños de envases, materiales y prácticas de los usuarios, analizando flujos de reciclado de los contenedores orgánico, gris y amarillo; proponer y desarrollar nuevos envases más reciclables; y estudiar la reciclabilidad de los envases actuales y nuevos utilizando herramientas como Recyclass. A través de la identificación de residuos problemáticos en instalaciones de reciclaje, ha sido posible detectar residuos mal clasificados debido a su diseño y desarrollar envases prototipo 100% reciclables, como bandejas de PET monomaterial y bolsas de PP. Estos envases han servido como modelos de ecodiseño eficientes para la industria, demostrando cómo los envases monomateriales pueden simplificar el proceso de reciclaje y mejorar la recuperación de materiales. Además, se han generado guías y acciones de buenas prácticastanto para productores como para ciudadanos, basadas en referencias de guías internacionales y en la identificación de problemas comunes en la clasificación de residuos. Estas guías están destinadas a mejorar la gestión de residuos en el hogar y fomentar un reciclaje más efectivo. El conocimiento generado se ha integrado en una herramienta de inteligencia artificial para apoyar a diseñadores y empresas en la creación de envases altamente reciclables. Estas actividades han contribuido significativamente a la mejora de la sostenibilidad de la cadena de residuos, promoviendo prácticas más responsables y eficientes en el manejo y reciclaje de envases.
 
– Generación de nuevos modelos predictivos para reducir la proporción de impropios que reciben las plantas de tratamiento:
 
– Integración de datos relacionados con patrones de consumo mediante IA (Inteligencia Artificial): creación de una base de datos con imágenes de residuos para clasificación, que incluyó la recopilación y uso de datasets públicos como TACO y TRASHNET, además de imágenes tomadas durante el proyecto. La evaluación de técnicas de visión artificial para la segmentación y extracción de características ha sido fundamental, seleccionándose finalmente el algoritmo YOLOv8 para estas tareas. En paralelo, se ha trabajado en la determinación del volumen ocupado por los residuos en bolsas mediante técnicas de deep learning, desarrollando un sistema de software que estima el volumen a partir de imágenes capturadas con dispositivos comunes. Asimismo, se ha entrenado un modelo de deep learning para la clasificación automática de residuos, utilizando estructuras de red como MobileNet y ResNet, alcanzando una precisión cercana al 98%. Estas tareas han sido validadas con imágenes de residuos en diferentes condiciones de luz y ángulos, demostrando la robustez de los modelos.Finalmente, se ha diseñado e implementado un servicio en la nube y una aplicación móvil, RECICLABOX, que permite a los usuarios capturar y transferir imágenes de residuos, recibir análisis detallados y gestionar su actividad de reciclaje de manera interactiva y educativa.
 
– Generación de un entorno inteligente para la cooperación de toda la cadena de valor del reciclaje:Se ha avanzado en el diseño técnico del sistema, estableciendo los requisitos funcionales, tecnologías y estructura de base de datos para soportar efectivamente el proceso de reciclaje. Además, se ha elaborado un plan de pruebas para asegurar la calidad y coherencia del sistema y se han iniciado los pasos para la implementación y validación del entorno reciclAI360, integrando servicios clave como VRAIN-UPV para el procesamiento de imágenes, Pÿdo para comunicaciones, y Vekai como asistente ambiental, potenciando la experiencia del usuario en la gestión de residuos y educación ambiental.El proceso de desarrollo de la app RECICLABOX (desarrollada bajo el marco del proyecto  reciclAI360) ha integrado las últimas tecnologías en inteligencia artificial y diseño de
experiencia de usuario para crear una aplicación accesible, intuitiva y funcional. Se ha puesto especial énfasis en desarrollar una interfaz amigable que facilite la interacción del usuario con las diversas funcionalidades de la app, asegurando que la experiencia de reciclaje sea tanto educativa como gratificante.
– Implementación de nuevos modelos de gamificación, para incentivar y motivar la correcta separación en orígen de residuos:se aplicaron campañas diseñadas en trabajos anteriores para evaluar cómo se comporta la herramienta en un contexto real. Además, se analizaron los resultados de estas pruebas para validar la precisión del sistema desarrollado, evaluando su impacto técnico y económico en la cadena de reciclaje, especialmente en términos de ahorro de costes y eficiencia en la separación de residuos en origen. Este análisis también incluyó la identificación de áreas de mejora en el diseño y reciclabilidad de envases, y fue fundamental para validar los indicadores de relevancia establecidos, que se midieron a lo largo de los 29 meses del proyecto. El éxito de esta fase es crucial para garantizar que la solución reciclAI360 pueda ser implementada de manera efectiva a mayor escala, beneficiando a todos los actores involucrados en la cadena de valor del reciclaje.
 
– Campañas  de comunicación AI360 (lider GENIA BIOENERGY):Las campañas de comunicación de ReciclAI360 se han desarrollado para lograr sensibilizar a la población sobre el proyecto y sus objetivos,promover el uso de la aplicación entre los ciudadanos,fomentar las buenas prácticas en la separación de residuos en origen y contribuir a alcanzar los objetivos de la economía circular.Los resultados de la campaña han sido muy positivos, con un aumento significativo de la conciencia sobre el proyecto y la aplicación entre la población. El número de usuarios de la aplicación también ha crecido considerablemente, y ha habido una mejora significativa en las tasas de separación de residuos.Se llevaron a cabo varios talleres impartidos por todos los socios del consorcio en los que participaron los ciudadanos de Bétera para divulgar los resultados del proyecto y compartir la APP RECICLABOX de modo que se persiguió el objetivo de informar y concienciar al ciudadano sobre el reciclaje y la economía circular fomentando su participación activa en la gestión de residuos y la adopción de hábitos de consumo
responsables.
• Taller 22 de mayo de 2024: organiizado por Genia Bioenergy y TETMA Simetría Grupo “Taller ReciclaclAI360: De la recogida a la valorización de los residuos: Un recorrido completo por el ciclo de los residuos”.
• Taller 5 de Junio de 2024: organizado por NUNSYS y VRAIN-UPV, “La Inteligencia Artificial en la Cadena de Valor de los Residuos”.
 
  • Genia Bioenergy 
  •  NUNSYS
  • Técnicas y Tratamientos Medioambientales (TETMA)
  • Asociación de Investigación de Materiales Plásticos y Conexas (AIMPLAS)
  • Universidad Politécnica de Valencia (UPV-VRAIN)
PT1: MARCO DE ACTUACIÓN Y ESPECIFICACIONES EN ENTORNO COLABORATIVO:
La finalidad de esta actividad es definir las especificaciones operativas y funcionales del entorno colaborativo inteligente reciclAI360. La actividad aborda la identificación de los criterios clave y condicionantes técnico-económicos, a ser considerados durante el proceso de reciclado, así como las principales necesidades declaradas por cada uno de los agentes involucrados en todo el ciclo integral del reciclado, así como las principales necesidades en los contenedores amarillo, gris y marrón. Por último, se seleccionarán los casos de estudio para los diferentes ensayos experimentales de los desarrollos realizados durante el proyecto, así como su validación. Este paquete de trabajo es liderado por NUNSYS y en el participan todos los socios de proyecto.
 
PT2: TÉCNICAS DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL PARA EL DESARROLLO DEL ENTORNO COLABORATIVO INTELIGENTE RECICLAI360:
El paquete de trabajo PT2 ha tenido por objetivo la aplicación de técnicas de IA enfocadas a la adecuada gestión del residuo urbano. Concretamente las actividades se centran en los siguientes desarrollos:

▪ Modelos predictivos basados en IA para determinar la naturaleza y origen de los residuos depositados en los contenedores amarillo y marrón, que llegan a las plantas de reciclado.
▪ Desarrollo de herramientas cognitivas y aplicación de tecnologías basadas en Visión Artificial y/o NLP, para la identificación, caracterización y catalogación del elemento individual a reciclar al tiempo que interactúa con el mismo para enriquecer la experiencia recicladora, reforzar aprendizaje, etc.
▪ Aplicación de técnicas de visión artificial para la identificación, caracterización y catalogación del contenido de las bolsas de residuos de los ciudadanos a partir de imágenes en puntos intermedios y al cierre de la bolsa.
 Este paquete de trabajo 2  ha sido coordinado o liderado por UPV con la participación de NUNSYS.

PT3: GAMIFICACIÓN Y TÉCNICAS DE PERSUASIÓN BASADAS EN LA ARGUMENTACIÓN.
El objetivo del PT3 consiste en diseñar, desarrollar y aplicar distintas metodologías de dinamización y gamificación que incentive la interacción y colaboración dentro del entorno inteligente colaborativo, como el desarrollo de técnicas de activación e incitación para unas mejores pautas de comportamiento a la hora de depositar los residuos en los contenedores marrón y amarillo. La consecución de este paquete de trabajo ha sido liderado por VRAIN-UPV junto con NUNSYS y  GENIA BIOENERGY.
 
PT4: DESARROLLO DE ACTUACIONES PARA LA EVOLUCIÓN DE LOS CRITERIOS DE RECICLABILIDAD.
El paquete de trabajo PT4 tiene el objetivo la identificación de áreas y propuestas de mejora fomentando el ecodiseño de envases, a partir de la investigación de la reciclabilidad de los mismos a partir de los resultados y conclusiones obtenidos en los trabajos anteriores con la finalidad del desarrollo de guías, sistemas de marcado y actuaciones.
Liderado por AIMPLAS, han colaborado todos los socios participantes de proyecto.
 
PT5:
El objetivo del presente paquete de trabajo PT5 es disponer de una plataforma que dé soporte al conjunto de funcionalidades propuestas que implementa reciclAI360. Para ello la plataforma deberá dar soporte a las diferentes tecnologías, herramientas y servicios:

▪ Integración y conexión con fuentes de datos, soportando su extracción y tratamiento
▪ Motor del sistema cognitivo y Knowledge base
▪ Habilitar en modo Saas herramientas y servicios de gamificación y técnicas de motivación / persuasión.
▪ De igual manera proporcionar servicios en la nube para el análisis avanzado de la IA de visión artificial que da soporte a las herramientas de caracterización de residuos y soporte al reciclaje.
▪ Ofrecer dashboards para las partes interesadas, así como capacidad de gestión de los diferentes usuarios ▪ Permitir la administración de todo el conjunto por un gestor.

El PT5 está liderado por NUNSYS, han colaborado VRAIN-UPV en su participación.

PT6: OPERACIÓN Y VALIDACIÓN DEL ENTORNO COLABORATIVO reciclAI360.
Esta actividad tiene por objetivo la operación del conjunto del entorno colaborativo reciclAI360, así como la validación de su operatividad en un entorno real pero controlado. Además, este paquete de trabajo tiene por objetivo el análisis y validación de los indicadores de relevancia presentados en el proyecto, y los cuáles han sido medidos durante los 29 meses del proyecto.Liderado por NUNSYS con la participación de todos los socios del proyecto.

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