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La Svizzera è pulita almeno quanto è bella. Dietro c'è molta organizzazione e ancora più lavoro manuale. Insieme alle FFS, siamo riusciti a realizzare un progetto pilota per la gestione digitale dei rifiuti nelle stazioni ferroviarie. I cestini dei rifiuti sono dotati di sensori alimentati a batteria che registrano il livello di riempimento dei cestini in tempo reale. Ciò consente di reagire più rapidamente ai cassonetti traboccanti con un minor numero di controlli.

Motivazione per una gestione efficiente dei rifiuti

SBB Facility Management impiega 1200 persone per garantire la pulizia dei trasporti pubblici. Oltre ai treni, puliscono 800 stazioni e svuotano oltre 6.000 cestini dei rifiuti. Ci sono 15 o più stazioni di riciclaggio su un unico binario della stazione centrale di Zurigo. Solo questo ammonta a 45 sacchi della spazzatura, che vengono controllati e svuotati ogni poche ore: un lavoro enorme. Dipende molto dalla posizione del cestino dei rifiuti: a seconda del numero di persone, i sacchi dei rifiuti si riempiono a ritmi diversi. In un progetto di innovazione, insieme alle FFS, abbiamo cercato di ottimizzare i processi di gestione degli impianti. Da qui l'idea di dotare i cassonetti dei rifiuti di sensori che misurano il livello di riempimento dei cassonetti. Ci aspettiamo quanto segue:

1. reazione più rapida ai cassonetti troppo pieni
2. meno pattuglie
3. ottimizzazione dei percorsi e degli orari di svuotamento dei cestini dei rifiuti

Attualmente, i cestini vengono controllati a intervalli regolari e fissi e svuotati quando necessario. Se sapete quando un cestino è pieno, non dovete controllarlo così spesso. Inoltre, i dati raccolti possono essere utilizzati per ottimizzare gli intervalli di svuotamento.

Implementazione della gestione digitale dei rifiuti

Il nostro sensore di livello a ultrasuoni ax-dist è stato sviluppato proprio per la gestione dei rifiuti. Grazie alla rete LoRaWAN di Swisscom, efficiente dal punto di vista energetico, il sensore può monitorare il livello di riempimento dei contenitori per 2-4 anni (a seconda dell'intervallo di trasmissione e della ricezione) con due normali batterie AA. Tuttavia, il sensore è ottimizzato per i cassonetti e i contenitori di riciclaggio di grandi dimensioni. I cestini delle FFS, sia che si tratti di stazioni di riciclaggio quadrate o dei classici cestini rotondi, sono piuttosto piccoli. Spesso il sacco dei rifiuti ha un diametro di soli 30-40 cm. I sensori di distanza a ultrasuoni, per il loro principio, hanno un angolo di misura troppo ampio per poter misurare in spazi così ristretti.

Misura della distanza ottica

In collaborazione con le FFS, abbiamo sviluppato un nuovo sensore ottico basato sull'asse-dist. Come l'ax-dist, il nuovo ax-opto è alimentato a batteria e invia i dati tramite LoRaWAN. Invece di utilizzare gli ultrasuoni per misurare la distanza, ci affidiamo a un metodo di misurazione ottico. In questo caso, la distanza viene determinata con l'aiuto della luce infrarossa. Come in una macchina fotografica, possiamo valutare diversi pixel (16×16) e quindi influenzare il campo di misura e l'angolo. In questo modo, possiamo creare un'immagine grezza e tridimensionale di una superficie. A differenza dei metodi di misurazione basati sugli ultrasuoni, è possibile misurare anche secchi molto piccoli.

Per i primi due obiettivi, il metodo di misurazione fornisce buoni dati. Tuttavia, si scopre che spesso i cestini delle stazioni non sono affatto pieni, ma solo intasati. Ad esempio, quando un giornale, un sacchetto di cartone vuoto o una scatola di pizza si incastra nell'apertura. Spesso questi oggetti cadono nel sacchetto in un secondo momento o vengono infilati nel sacchetto dai dipendenti delle FFS. Ma poiché il sacco non è pieno, non viene insegnato. Dal punto di vista del sensore di distanza, tuttavia, non è possibile distinguere se il sacco è stato svuotato o riempito. Questo è un problema perché per ottimizzare il processo di svuotamento è necessario conoscere la frequenza con cui il contenitore è stato svuotato in passato.

Rilevamento dello svuotamento

Per questo motivo abbiamo incluso un sensore di accelerazione. Quando i cestini vengono svuotati, vengono estratti come un cassetto per cambiare il sacchetto. Con il sensore di accelerazione, possiamo rilevare questo movimento per cambiare il sacco dei rifiuti e distinguerlo da altre vibrazioni. In questo modo, oltre a misurare il livello di riempimento, si ottiene anche il rilevamento dello svuotamento. Ora è possibile registrare in modo affidabile la frequenza con cui viene svuotato un cestino dei rifiuti e stimare la frequenza con cui vengono effettuati inutilmente i giri di controllo. Questi dati costituiscono la base per ottimizzare i processi di pulizia.

Software

In un progetto pilota presso la stazione di Altstetten, stiamo testando il sistema e raccogliendo dati. Gli statistici delle FFS li valutano con l'obiettivo di sviluppare modelli statistici sulla raccolta dei rifiuti. Per la visualizzazione dei dati, ci affidiamo al nostro ax-track Cloud. La piattaforma IoT visualizza i piani delle stazioni. In esso è possibile vedere la posizione e il livello di riempimento di ciascun secchio e accedere allo storico dei livelli di riempimento. In questo modo, le informazioni sono facilmente e rapidamente accessibili ovunque. I livelli di riempimento sono codificati a colori e mostrano a colpo d'occhio dove è necessario intervenire e dove no.

Risultato del progetto pilota

I sensori sono in funzione da diversi mesi e mostrano buoni dati. Il progetto ha dimostrato quanto sia importante la stretta collaborazione tra clienti e sviluppatori nei progetti IoT. Solo così è possibile trovare la soluzione giusta per un'idea e realizzarla con profitto. Il progetto pilota dimostra che la tecnologia è pronta per l'implementazione della gestione digitale dei rifiuti. Il passo successivo è l'integrazione di questa tecnologia nei processi di lavoro della gestione degli impianti. L'obiettivo è fornire al personale uno strumento che faciliti il loro lavoro senza aggiungere inutili complessità. I sensori di livello digitali hanno un grande potenziale e molte aree di applicazione. I nostri sensori ax-opto e l'ax-dist possono essere acquistati presso di noi - siamo inoltre lieti di fornirvi la piattaforma IoT corrispondente con ax-track.