Robotti, jäte

Kaikki roskat kiertoon: Kaatopaikka 2.0

Euroopassa syntyy 14 kiloa jätettä henkeä kohti joka päivä. Osa siitä päätyy kaatopaikalle, osa muuttuu jätteenpolttolaitoksessa lämmöksi mutta tuottaa samalla hiilidioksidia ilmakehään. Suomalaisella robottitekniikalla jätteet saadaan kiertoon ennen kuin maailma hukkuu jätteisiinsä.

Euroopassa syntyy 14 kiloa jätettä henkeä kohti joka päivä. Osa siitä päätyy kaatopaikalle, osa muuttuu jätteenpolttolaitoksessa lämmöksi mutta tuottaa samalla hiilidioksidia ilmakehään. Suomalaisella robottitekniikalla jätteet saadaan kiertoon ennen kuin maailma hukkuu jätteisiinsä.

ZenRobotics

Kuorma-auto saapuu jätteenkäsittelylaitokseen Vantaalla. Auto kippaa kuorman rakennusjätteet liukuhihnalle, joka vie ne lajittelupisteeseen. Siellä jätteet erotellaan materiaalin mukaan.

Tavallisesti tähän hommaan tarvitaan ihmisen silmiä ja käsiä, mutta nyt työn tekevät robotit.

Konekädet poimivat ripein ottein jätevirrasta metallia, puuta ja betonia sisältävät kappaleet ja heittävät ne oikeisiin säiliöihin.

Suomalaisen Remeo Oy:n täysautomaattinen lajittelukeskus otettiin käyttöön tänä vuonna. Se antaa esimakua siitä, miten kaikkien jätteiden käsittely voi hoitua.

Vaikka esimerkiksi muovi-, puu- ja betonijätteiden kierrätys on kolminkertaistunut viime vuosina, aivan liian suuri osa Euroopan jätteistä päätyy edelleen kaatopaikoille tai jätteenpolttolaitoksiin.

Suomalainen robottitekniikka, itseohjautuvat roska-autot ja paineilmalla toimivat roskaputket voivat auttaa muuttamaan tilanteen.

5,2 tonnia jätettä asukasta kohti vuodessa

Maailma hukkuu jätteisiin. Vuonna 2018 EU-maissa tuotettiin 5,2 tonnia erilaista jätettä asukasta kohti. Vain 38 prosenttia siitä kierrätettiin.

Roskaa, lokkeja

Vuonna 2018 EU-maissa syntyi erilaista jätettä kaikkiaan 5,2 tonnia asukasta kohti.

© Shutterstock

Perinteisesti tuotteiden elinkaari on ollut suora ja selkeä. Luonnosta otetaan raaka-aineita ja niistä tehdään tuote, jota kuluttaja käyttää aikansa, ja lopulta se päätyy roskiin.

Tulevaisuuden kiertotaloudessa tilanne on toinen.

Kiertotaloudessa yhden tuotteen elinkaaren loppu on toisen tuotteen ealku. Jotta vanhasta tuotteesta voidaan tehdä uusi, esimerkiksi rakennusjätteistä on eroteltava ja otettava talteen betoni, metalli, puu ja kipsi.

Remeon lajittelukeskuksessa Vantaalla jätteitä erottelee 12 robottia. Ne on valmistanut suomalainen ZenRobotics.

Normaalisti suomalaisten jätteistä kierrätetään noin 50 prosenttia. Kun lajittelusta huolehtivat robotit, kierrätykseen voidaan saada jopa 90 prosenttia.

Lajittelurobotti paiskoo töitä väsymättä kellon ympäri ja poimii liukuhihnalta 2 000 kappaletta jätettä tunnissa.

80 prosenttia kreikkalaisten jätteistä päätyy kaatopaikalle. Pohjoismaissa osuus on alle 1 prosentti.

Robottien sensorit ja keinoäly voidaan opettaa tunnistamaan erilaisia jätteitä. Niinpä sama robotti voi yhtenä päivänä lajitella esimerkiksi juomapulloja ja muovipakkauksia ja toisena rakennustyömaan betoni-, metalli- ja puujätteitä.

Lajittelukeskuksessa on sarja liukuhihnoja, joilla jätteet erotellaan kappalekoon mukaan ja jaetaan hihnalle tasaiseksi virraksi. Näin lajittelurobotit pystyvät hahmottamaan työmaansa ja saavat paremman otteen hihnalla kulkevista kappaleista.

Ennen kuin roskat kulkevat robottikourien ulottuville, jätevirta skannataan ja tutkitaan muun muassa metallinilmaisimilla.

Tekoäly käy läpi tiedot jätevirran koostumuksesta ja päättelee, minkä tyyppistä jätettä siinä on. Päättelynsä perusteella tekoäly laskee, miten robotit parhaiten saavat jätteen poimittua hihnalta ja laitettua säiliöihin.

Vantaan lajittelukeskuksessa jätteiden lajittelusta huolehtivat sensorit, tekoäly ja konekoura. Robotit hoitavat homman tarkasti ja tehokkaasti.

Roskia liukuhihnalla
© ZenRobotics

1. Liukuhihna ruokkii robotteja

Jätteet kulkevat 1,8 metriä leveällä liukuhihnalla, joka tuo ne 12 robotin lajiteltavaksi. Sitä ennen suurimmat ja pienimmät kappaleet ovat eroteltu omille hihnoilleen ja jätteet ovat jaettu hihnalle tasaisesti.

Roskia liukuhihnalla
© ZenRobotics

2. Tekoäly analysoi jätteet

Jätevirta kulkee skannerin läpi, ja sen sisältö tutkitaan muun muassa suurtarkkuuskameralla ja metallinilmaisimilla. Tekoäly analysoi tiedot ja päättelee, miten robottien kannattaa poimia jätekappaleet talteen.

Robottikäsi poimii roskia
© ZenRobotics

3. Robotit poimivat jätteet

Tekoäly antaa ohjeet roboteille. Jätteitä voidaan poimia kolmella robottikouralla yhtä aikaa. Kukin koura voi nostaa kerralla 30 kilon kuorman. Yhdessä kolmikko lajittelee 6 000 kappaletta tunnissa kellon ympäri.

Robotti, liukuhina, roska
© ZenRobotics

4. Jätteet erotellaan materiaalin mukaan

Robottikourat poimivat jätteet hihnalta ja pudottavat ne allaan oleviin kuiluihin. Esimerkiksi rakennusjätteistä robotit erottelevat metallit, puun ja betonin. Erotellut jätteet viedään jatkokäsittelyyn tai kierrätettäväksi.

Liukuhihnan laidalla robotit tekevät töitä tasaisella tahdilla ja tehokkaasti tunnista toiseen. Jätteen lajittelussa ne peittoavat ihmistyövoiman mennen tullen.

Muovissa palaa öljyä

Nykyään eurooppalaisten jätteet, joita ei kierrätetä, päätyvät joko kaatopaikalle tai jätteenpolttolaitokseen, jossa niistä tuotetaan lämpöä ja sähköä.

Polttamisen ongelma on se, että sivutuotteena syntyy hiilidioksidia, joka kiihdyttää ilmastonmuutosta.

Muovi koostuu polymeereiksi kutsutuista yhdisteistä, joita valmistetaan enimmäkseen öljystä. Kun muovijätteitä poltetaan, öljyn sisältämä hiili päätyy ilmakehään hiilidioksidina.

Kun poltetaan tonni muovijätettä, ilmakehään vapautuu noin 2,8 tonnia hiilidioksidia. Väestöltään suunnilleen Suomen kokoisessa Tanskassa poltetaan vuosittain 370 000 tonnia muovijätettä. Jos nykykehitys jatkuu, vuonna 2030 muovin poltto vastaa noin miljoonan tonnin hiilidioksidipäästöjä.

Siksi juuri muovi on yksi materiaaleista, joiden kierrätystä halutaan helpottaa. Vuoteen 2015 mennessä maailmassa oli tuotettu 6 300 miljoonaa tonnia muovia. Siitä vain 9 prosenttia on kierrätetty.

Muovin kierrätyksen ongelma on se, että vanhasta muovista tehty uusiomuovi ei ole yhtä kestävää kuin neitseellinen muovi. Siitä tulee siis alkuperäistä heikkolaatuisempi tuote. Lisäksi eri muovilaatujen erottaminen jätteiden joukosta on vaikeaa ja kallista.

Nyt Pohjois-Carolinan yliopistossa Yhdysvalloissa on kehitetty menetelmä, jolla uusiomuovi saadaan jopa lujemmaksi kuin alkuperäinen.

Kaksi tutkijaa, muovi

Yhdysvalloissa Pohjois-Carolinan yliopistossa on kehitetty menetelmä, jolla uusiomuovi saadaan lujaksi.

© Unknown

Muovin polymeerit koostuvat hiilivetysidoksista. Kun sidoksista poistetaan tiettyjä vetyatomeja, ne vahvistuvat.

Yhdysvaltalaistutkijat ovat saaneet muutettua muun muassa elektroniikkapakkauksissa käytettäviä polyolefiinimuoveja laadukkaammiksi ionomeerimuoveiksi, joita käytetään esimerkiksi elintarvikepakkauksissa.

Putki imaisee roskat maan alle

Jotta jätteitä saadaan kierrätettyä enemmän, jätteitä täytyy myös kerätä enemmän ja tehokkaammin. Mitä useampaan astiaan lajittelemme roskamme, sitä useampi roska-auto tarvitaan noutamaan jätteitä. Se taas lisää liikennettä ja hiilidioksidipäästöjä.

Ruotsalainen Envac on kehittänyt putkijärjestelmän, joka imaisee jätteet roska-astioista suoraan maanalaiseen putkistoon.

Järjestelmä perustuu samaan tekniikkaan kuin vanha postiputki, jossa posti kulkee kapseleissa paineilman avulla. Envacin putkissa roskakapselit kulkevat 70 kilometrin tuntinopeudella.

Putkistoon yhdistetyt roska-astiat ovat keskeisillä paikoilla kaupungissa, ja eri jätetyypeille on omat astiat.

Roska-astiassa on sensori, joka seuraa roskien määrää ja lähettää järjestelmään viestin, kun astia on täynnä. Järjestelmä luo putkistoon ilmanpaineen, joka imee jätteet kokoomakeskukseen kaupungin laidalle.

Kokoomakeskuksesta robottiautot kuljettavat jätteet lajiteltavaksi.

VIDEO: Robottiroska-auto kiemurtelee pitkin katua

Volvon robottiroska-auto seuraa työntekijää roskikselta toiselle ja väistää pysäköidyt autot.

© Volvo

Envacin mukaan putkistotekniikalla voidaan vähentää roska-autojen kulkua kaupungissa ja leikata jätteenkeräyksen aiheuttavia hiilidioksidipäästöjä jopa 95 prosenttia.

Kun roskisputkistoon yhdistetään suomalaiset lajittelijarobotit, päästään ehkä lähemmäksi tilannetta, jossa ihmiskunta ei enää huku jätteisiinsä vaan raaka-aineet kiertävät tuotesukupolvesta toiseen.