Un sistema de clasificación por sensores para prevenir incendios provocados por baterías en plantas de reciclaje

Investigadores del Instituto Fraunhofer IIS diseñan un sistema de clasificación que utiliza inteligencia artificial y tecnología de rayos X para separar las baterías del flujo de residuos y hacer más seguras las plantas de reciclaje.

Cada año se producen miles de incendios en las plantas de clasificación de residuos de toda Europa. Una gran parte de estos incendios están causados por baterías de iones de litio, habituales en dispositivos cotidianos como teléfonos inteligentes, cepillos de dientes eléctricos o tarjetas de felicitación musicales. Y es que si no se eliminan correctamente, estas baterías pueden dañarse e incendiarse, sobre todo durante el proceso de reciclaje en las plantas de clasificación, causando daños por valor de millones de euros.

En el proyecto DangerSort, investigadores del Instituto Fraunhofer de Circuitos Integrados IIS utilizan un sistema de clasificación basado en sensores para eliminar estas peligrosas baterías y hacer más seguras las plantas de reciclaje.

«Estamos desarrollando un sistema de clasificación basado en sensores que utiliza tecnología de rayos X e inteligencia artificial para detectar baterías de iones de litio peligrosas y separarlas del resto del flujo de residuos en una fase temprana», explica Johannes Leisner, jefe del grupo de Sistemas de Clasificación y Laboratorio del Centro de Desarrollo de Tecnología de Rayos X del Fraunhofer IIS.

«Hasta ahora no existían medidas preventivas contra los incendios provocados por baterías, sólo soluciones para combatirlos, como la mejora de los sistemas de extinción. La tecnología basada en sensores también podría facilitar el reciclaje de las baterías, cerrando su ciclo de producción», afirma Leisner.

Un prototipo instalado en el Fraunhofer IIS demuestra el potencial de la idea. Una cinta transportadora de alta velocidad en el sistema de clasificación por rayos X del centro tecnológico, que se mueve a velocidades de hasta tres metros por segundo, transporta el flujo de residuos. Una fuente de rayos X situada sobre la cinta transportadora funciona como un escáner de equipajes de aeropuerto y examina el flujo de material. Esta tecnología también puede identificar baterías instaladas en electrodomésticos u ocultas por otros residuos. Un detector de rayos X montado debajo de la cinta transportadora toma imágenes a la velocidad de la cinta, lo que da lugar a una serie continua de radiografías.

A continuación se evalúa esta serie de imágenes. «Para ello, aplicamos un sistema de IA diseñado para procesar imágenes con especial rapidez y que se utiliza normalmente en aplicaciones de conducción autónoma», explica Leisner. «Lo hemos adaptado y reentrenado para que también pueda analizar radiografías y detectar específicamente aparatos eléctricos que contengan baterías de iones de litio».

La clasificación se inicia en función de los datos recogidos. Esta información permite controlar unas válvulas especiales de aire comprimido que separan los aparatos eléctricos peligrosos del flujo de residuos. Unas toberas de aire de unos cinco milímetros los retiran de la cinta y los transportan a una cámara separada. La sincronización entre la evaluación de la radiografía y la puesta en marcha de las toberas es crucial para este proceso.

«Es difícil detectar y aislar los distintos tamaños de baterías durante el proceso de separación, ya que pueden ir desde baterías de bicicleta eléctrica de diez kilos hasta pilas de botón», afirma Leisner.

Actualmente, el sistema de clasificación sigue en fase de pruebas en el Fraunhofer IIS. Está previsto que la planta se entregue a la empresa de gestión de residuos LOBBE a principios de junio para realizar las primeras pruebas prácticas. El proyecto, financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF), se prolongará hasta finales de agosto de 2025.