Testare prima di investire
In un contesto industriale caratterizzato dall’aumento dei requisiti di purezza e dalla diminuzione della disponibilità di manodopera, l’automazione e le tecnologie di selezione avanzate assumono un ruolo fondamentale per fornire un prodotto riciclato di alta qualità con il margine di profitto desiderato. È di importanza cruciale installare l’attrezzatura giusta, che consenta di selezionare il flusso di materiale pianificato e di ottimizzare il ritorno sull’investimento (ROI).
È altrettanto fondamentale poter contare su un sistema flessibile, in grado di adattarsi a futuri cambiamenti sia nel flusso di materiali che a livello legislativo.
“Il riciclo dei materiali deve essere considerato come un ambiente di produzione”, ha spiegato Bill Close, direttore dello sviluppo commerciale dell’azienda WENDT CORPORATION di Buffalo, N.Y. “Il nostro approccio è di stabilire prassi ben definite per automatizzare la movimentazione dei materiali in ogni stazione di lavorazione, così da poter consegnare un prodotto finito di qualità costante nel tempo”.
L’analisi e i test sui materiali assumono un ruolo strategico nell’acquisto del sistema automatizzato giusto, in grado di assicurare l’ottenimento di questi risultati. Indipendentemente dalle dimensioni dell’attività, tutte le aziende possono trarre vantaggio dalla collaborazione con il fornitore giusto.
“Noi conduciamo circa 600 test all’anno nel nostro centro prove in Germania”, ha dichiarato Andre Lehmann, responsabile del centro per le attività di riciclo di TOMRA Recycling a Mülheim-Kärlich, in Germania. Questo importante centro prove TOMRA, insieme ad altri sei in tutto il mondo, è dotato dell’intera gamma delle più recenti tecnologie di selezione dei materiali dell’azienda.
VAN DYK Recycling Solutions, un importante fornitore di selezionatrici ottiche TOMRA per il Nord America, gestisce il più grande centro prove della regione a Norwalk, Connecticut. Il centro è stato recentemente equipaggiato con cinque diverse selezionatrici ottiche TOMRA, che offrono ai trasformatori e operatori del settore dei rifiuti un prezioso strumento di “prova prima dell'acquisto”. Alex Wolf, direttore tecnico di VAN DYK, ha spiegato: “Il nostro centro prove è in grado di simulare praticamente la totalità dei processi che si svolgono all’interno di un normale impianto di recupero dei materiali in Nord America”. “Eseguiamo test per convalidare i risultati, apriamo le porte della nostra struttura ad associazioni, proprietari di marchi e produttori di imballaggi, ed eseguiamo collaudi con aziende che lavorano grandi volumi di materie plastiche”.
Il settore è maturato al punto che non c’è necessità di testare tutti i materiali e le applicazioni. “Non c’è bisogno, per esempio, di collaudare la selezione delle bottiglie di plastica, perché abbiamo una grande quantità di dati, esperienza e impianti di trattamento per questo materiale”, ha proseguito Lehmann. “La convalida del processo è invece indispensabile per le nuove applicazioni o i materiali difficili da trasformare”.
L’evoluzione delle infrastrutture di prova
Negli ultimi vent’anni, aziende come TOMRA e le imprese partner con cui collabora per la realizzazione di impianti, hanno continuato a investire sulle infrastrutture per il test di materiali e processi, per poter rispondere alle sfide del futuro. “Abbiamo un impianto di prova per i residui di autodemolizione (ASR), che ha cambiato veste tecnologica per ben sei volte”, ha proseguito Close. “Oggi, il nostro impianto è impostato come un vero e proprio laboratorio”.
Il laboratorio dell’azienda ha stazioni che includono la macchina TOMRA FINDER, per il recupero di frazioni di metalli non ferrosi da materiale ASR; X-TRACT, che utilizza la tecnologia a raggi X per la separazione di Zorba e Twitch per alluminio riciclato “pronto forno”; e infine COMBISENSE, per la selezione di metalli pesanti non ferrosi con range di colore stabile. “Oggi, possiamo condurre i nostri test con quattro super sacchi di materiale”, ha aggiunto Close.
Un tempo l’automazione della selezione basata sui sensori era una novità assoluta. “Nel 2007, dovevamo convincere i nostri clienti ad acquistare selezionatrici ottiche per ridurre il lavoro di selezione manuale”, ha ricordato Wolf. Per convalidare il processo e giustificare l’investimento venivano spediti carichi di materiale agli impianti di prova.
Oggi sono innanzitutto i costruttori di impianti e i fornitori di tecnologie che offrono ai clienti la possibilità di visitare impianti con flussi di rifiuti simili. Come passo successivo, i clienti possono inviare campioni dei loro materiali a un centro prove per convalidare il processo. Le macchine con sensori ad alta risoluzione sono dotate di una miriade di tecnologie (sensori nel vicino infrarosso, telecamere, raggi X, sensori elettromagnetici, sensori laser e Deep Learning), studiate per convalidare con estrema precisione anche i progetti di selezione più difficili.
“In precedenza, gli impianti di recupero dei materiali potevano permettersi una percentuale più alta di contaminanti nel prodotto finale, mentre oggi, nel contesto di mercato attuale, è impensabile”, ha spiegato Wolf. Ty Rhoad, direttore regionale Americhe per TOMRA Recycling, per poi aggiungere: “Ecco perché è fondamentale investire nelle tecnologie di selezione giuste, per raggiungere gli obiettivi di purezza desiderati nel numero di passaggi richiesto”. Il centro prove VAN DYK comprende due unità TOMRA AUTOSORT, AUTOSORT FINES, FINDER e X-TRACT, e una nuova tecnologia per il settore emergente della selezione di flake. “In Nord America sta crescendo la domanda di flake di plastica; quindi, abbiamo aggiunto una nuova unità AUTOSORT FLAKE alla nostra linea di collaudo”, ha dichiarato Wolf. Nonostante sia stata installata da poco, sono già stati eseguiti numerosi test su questa unità per conto di clienti.
L’aumento globale della domanda nel campo della selezione di scaglie di materiale plastico ha spinto TOMRA Recycling ad aprire un nuovo centro prove a Parma. La struttura è dedicata alla selezione di scaglie di materiale plastico e allo sviluppo di nuove applicazioni e soluzioni nel campo della selezione di scaglie di poliolefine (PO) e polietilene tereftalato (PET).
“Con il nostro nuovo centro di Parma continuiamo a contribuire allo sviluppo di nuove soluzioni per gli impianti di riciclo, che mirano a valorizzare con successo le materie plastiche. La linea di selezione comprende unità AUTOSORT FLAKE e INNOSORT FLAKE, che recuperano scaglie di materiali plastici (PET, PO, PVC) fino a 2 mm”, ha spiegato Rhoad. “AUTOSORT FLAKE è ideale per applicazioni con livelli di contaminanti bassi e requisiti di qualità elevati. INNOSORT FLAKE si presta meglio a flussi con percentuale di contaminanti più alta ed è disponibile con un sensore specifico per PO, per la selezione delle poliolefine”.
Trovare il mix giusto
“Una piccola azienda di autodemolizioni, era interessata a una macchina FINDER per recuperare una percentuale più alta di frazioni non ferrose dal flusso di ASR”, ha spiegato Close. WENDT CORPORATION ha analizzato dei campioni di materiale nel proprio centro prove e ha scoperto che questa selezionatrice, da sola, non avrebbe aiutato l’azienda a ottenere gli obiettivi che si era prefissata. “FINDER era una parte della soluzione, ma l’azienda aveva bisogno anche di altri elementi”, ha aggiunto.
Con le tecnologie più recenti, gli operatori del settore non possono pensare di risolvere con un unico componente tutti i loro problemi di aggiornamento degli impianti o di installazione di sistemi. Le aziende devono piuttosto adottare un approccio olistico, progettando un impianto che includa il giusto mix di attrezzature e tecnologie. I test offerti dai fornitori di fiducia di queste tecnologie possono aiutare a massimizzare il ROI.
“Proprio come noi siamo esperti di tecnologie di selezione, così gli operatori che riciclano materiali devono essere consapevoli della necessità di diventare loro stessi, in primis, esperti del settore, in grado di sapere quali prodotti e quali impurità compongono il loro flusso e qual è il risultato che desiderano ottenere”, ha spiegato Lehmann. “Sono loro a doverci dire se hanno bisogno di una purezza del 98% o del 99,5%. Noi li aiuteremo testando il materiale con diverse tecnologie di selezione, per trovare il mix di attrezzature migliore per il numero desiderato di passaggi di lavorazione”.
Il processo di test in genere inizia con incontri tra i consulenti del nostro ufficio vendite e il cliente. A seconda del materiale, il costruttore dell’impianto e/o il fornitore della tecnologia possono raccomandare al cliente la visita di un impianto con un flusso di materiale simile, consigliare al cliente di fare un test del materiale o entrambe le cose. “Spesso, il test non fa altro che convalidare ciò che era stato consigliato dai consulenti nella fase iniziale”, ha spiegato Wolf. “Tuttavia, stiamo osservando una tendenza all’aumento della quantità di materiali insoliti e di applicazioni non standard; quindi, in questi casi il collaudo è davvero indispensabile”.
Quando si testa il materiale, le aziende sono responsabili della corretta preparazione del materiale. “Raccomandiamo ai clienti di pretrattare il materiale con apparecchiature di lavorazione a monte, prima di inviarlo a TOMRA, in modo che sia simile a quello che le nostre apparecchiature selezioneranno nell’impianto”, ha proseguito Rhoad.
I costruttori di impianti come WENDT CORPORATION e VAN DYK spesso prevedono già, nei loro impianti di prova, diverse attrezzature di lavorazione a monte, con conseguente minore preparazione del materiale da parte del cliente. “Oltre alle macchine TOMRA, il centro di collaudo di Van Dyk dispone di un vaglio ellittico e di altri separatori meccanici di materiale 2D e 3D”, ha dichiarato Wolf. Per il trattamento di veicoli a fine vita, “il nostro laboratorio di prova comprende magneti, vagli e correnti parassite, in aggiunta a macchine TOMRA FINDER, X-TRACT e COMBISENSE”, ha aggiunto Close di WENDT CORPORATION.
Indipendentemente da dove avvengano i test, è indispensabile essere presenti di persona presso l’impianto quando il materiale viene processato. “È cruciale per i clienti vedere il loro materiale che viene testato e come le diverse tecnologie vengono impiegate per aiutare a raggiungere i loro obiettivi”, spiega Lehmann. “Siamo certi dell’affidabilità dei nostri test. Ed è meglio se il cliente può vedere, imparare e capire con i suoi occhi come funziona il processo”, ha proseguito Close.
Gli ingegneri di processo TOMRA esaminano il materiale e valutano gli obiettivi del cliente per stabilire la tecnologia necessaria o il mix giusto di tecnologie da installare. Misurano la capacità di produzione, calcolano il flusso d’aria necessario e valutano il recupero e la purezza del materiale. I report generati consistono in diagrammi di flusso con le tecnologie di selezione raccomandate e i passi necessari per raggiungere gli obiettivi.
“A seconda della complessità del materiale e degli obiettivi, i test possono durare da un giorno a una settimana o più”, ha spiegato Lehmann. In media, ci vogliono dalle 8 alle 10 settimane dai primi incontri fino al completamento dei test e al report finale.
La spinta verso l’automazione
La continua tendenza verso l’automazione nel settore, fa sì che i test siano essenziali per il successo. “Stiamo spostando sempre più avanti il limite di ciò che possiamo fare, tanto che oggi siamo in grado di fornire impianti che selezionano l’alluminio pronto forno”, ha proseguito Close. “L’approccio va verso una piena automazione dell’impianto, con operatori solo in sala di controllo, responsabili di reagire ai dati ricevuti, mentre la selezione manuale del controllo qualità è interamente gestita da robot”.
Il Deep Learning e l’intelligenza artificiale stanno contribuendo a far progredire questa automazione della selezione. “Con TOMRA GAINnext™, utilizziamo il Deep Learning per selezionare frazioni di materiale più complesse e possiamo collegare insieme l’intero sistema – o più sistemi presenti in luoghi diversi – con la reportistica dei dati della piattaforma TOMRA Insight”, ha dichiarato Rhoad.
Wolf annuisce, aggiungendo che il settore ha sempre puntato sulla riduzione della manodopera attraverso una maggiore automazione. Tuttavia, riguardo alla possibilità di raggiungere il traguardo di una totale autonomia dell’impianto, vede ancora dei limiti nella tecnologia attuale. “Una totale automazione”, ha spiegato, “implicherebbe tuttavia un aumento dell’investimento, con conseguente impatto negativo sul ROI del progetto complessivo. Lo abbiamo visto con l’avvento dei robot. Non sono la ricetta magica per tutti i problemi, come si pensava inizialmente, perché dipende tutto dall’applicazione”.