راه‌حل‌های هوشمند مدیریت پسماند در شهرها

به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، «هوشمندسازی» عملکرد خود را در جنبه‌های مختلف پایداری از جمله فناوری جمع‌آوری پسماند نشان داده است. با استفاده از ربات‌ها، سنسورهای هوشمند و بسیاری تجهیزات هوشمند دیگر می‌توان راه‌حل‌های مناسبی برای جلوگیری از تبدیل سیاره زمین به سرزمین زباله‌ها یافت. در حال حاضر، سالانه ۲.۰۱ میلیارد تن پسماند جامد شهری در جهان تولید می‌شود و طبق پیش‌بینی‌ها تا سال ۲۰۵۰ این میزان به ۳.۴ میلیارد تن خواهد رسید که دوبرابر رشد جمعیتی در مدت مشابه است. تقریباً ۷۰ درصد از کشورهای جهان نهادهایی را برای مدیریت سیاست گذاری و نظارت نظارتی در بخش جمع‌آوری پسماند دارند و با توجه به این مقدار پسماند، دولت‌ها نباید از نتیجه اثربخش هوشمندسازی در این موضوع غافل شوند.

مدیریت هوشمند پسماند چیست؟

مدیریت هوشمند پسماند یک رویکرد نوآورانه برای مدیریت و جمع‌آوری پسماند است. بر اساس فناوری اینترنت اشیا، مدیریت هوشمند پسماند داده‌هایی را در مورد الگوهای تولید زباله ارائه می‌دهد و به شهرداری‌ها و شرکت‌های جمع‌آوری‌کننده پسماند این امکان را می‌دهد تا عملیات خود را بهینه کنند و تصمیمات تجاری هوشمندانه‌تری برای کاهش بودجه و اهداف جامع بگیرند.

ناکارآمدی روش‌های قدیمی مدیریت پسماند

سیستم‌های جمع‌آوری پسماند فعلی، دستی هستند و حدود ۸۰ درصد از روش‌های آنها اکثراً در زمان نامناسبی اتفاق می‌افتد. جمع‌آوری دیرهنگام منجر به پر شدن سطل‌ها، ایجاد محیط‌های غیربهداشتی، شکایت شهروندان، تخلیه غیرقانونی و افزایش هزینه‌های نظافت و جمع‌آوری پسماند می‌شود. در مقابل، جمع‌آوری زود باعث ازدحام در مسیرهای جمع‌آوری، افزایش هزینه‌های نیروی کار و حجم بنزین مصرفی و در نهایت افزایش ردپای کربن تا ۵۰ درصد می‌شود. جمع‌آوری غیر ضروری هزینه‌های سالانه را ۷۰ درصد افزایش می‌دهد.

آینده مدیریت پسماند

در دنیای همیشه در حال تغییر و پیشرفت امروز، بخش پسماند به راه‌حلی نیاز دارد که جمع‌آوری هوشمند را بهبود دهد. مسئولان این بخش باید از اتکا به روندها و الگوهای قدیمی که دیگر در شیوه زندگی مدرن قابل اجرا نیستند، دور شوند و به روش‌های مدرن مدیریت و جمع‌آوری پسماند روی بیاورند که در حال حاضر در شهرهای هوشمند استفاده می‌شود. آنها می‌توانند از جمع‌آوری داده‌های مربوط به پسماند، نظارت لحظه‌ای مبتنی بر دوربین، سنسورهای ردیابی وسایل نقلیه، پسماندها، رانندگان و مشتریان به منظور بهبود همه جنبه‌های خدمات خود استفاده کنند.

مدیریت هوشمند پسماند

بر اساس گزارش سازمان ملل، بیش از نیمی از جمعیت جهان در شهرها زندگی می‌کنند و با افزایش وسعت شهرها، با چالش‌های زیست‌محیطی، اجتماعی و زیرساختی روبرو هستند که نیاز به رویکردهای جدیدی برای ارائه خدمات عمومی ازجمله مدیریت پسماند را ملزم می‌کند. مدیریت هوشمند پسماند یکی از اجزای ضروری شهرهای هوشمند است و نقش مهمی در زیست‌پذیری و پایداری ایفا می‌کند. مدیریت هوشمند پسماند یک اصطلاح گسترده برای هر سیستم یا برنامه‌ای است که از این فناوری برای بهبود مدیریت زباله استفاده می‌کند و باعث نتایجی کارآمدتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر، زیست‌پذیری و مناسب‌سازی شهرها نسبت به روش‌های کنونی سنتی است. در ادامه به چند راه‌حل منحصربه‌فرد از فناوری‌هایی اشاره می‌شود که در سراسر جهان برای ایجاد تأثیر مثبت در حفظ محیط زیست در حال اجرا هستند.

سطل پسماند هوشمند

فناوری سطل هوشمند ، TrashBot، از هوش مصنوعی برای هدایت ضایعات به‌طور مؤثر و کم‌هزینه با حداقل نیروی انسانی مورد نیاز و با کمترین تراکم ترافیک استفاده می‌کند. یک سطل هوشمند را می‌توان با ترکیب چندین فناوری مانند هوش مصنوعی اشیا (AIoT)، نقشه‌های موسوم به بینایی کامپیوتری، رباتیک، شبکه‌های حسگر بی‌سیم و سیستم‌های نظارت هوشمند ساخت. با استفاده از سطل‌های هوشمند مستقیماً اطلاعاتی در مورد مواد بازیافتی دریافت و با توجه به نشانه‌های نظارت در لحظه، زمان کمتری برای بررسی سطل‌ها و زمان تخلیه صرف می‌شود.

یک شرکت لهستانی در تلاش برای حذف مرتب‌سازی اشتباه بازیافت در چندین محفظه، سطل پسماند هوشمندی ساخته است که به‌طور خودکار مواد قابل بازیافت را با استفاده از شناسایی اشیا مبتنی بر هوش مصنوعی دسته‌بندی می‌کند. پس از مرتب‌سازی، پسماندها فشرده می‌شوند و سیستم میزان پر بودن هر سطل را بررسی می‌کند. سطل‌های هوشمند خطاهای انسانی را از مراحل مرتب‌سازی اولیه حذف می‌کنند و پردازش مواد را برای تسهیلات بازیافت سرعت می‌دهند که منجر به کاهش هزینه‌های مدیریت پسماند را تا ۶۳ درصد می‌شود.

مرتب‌سازی پسماند با هوش مصنوعی

در حال حاضر صدها مرکز تفکیک پسماند در سراسر جهان وجود دارد که از تجهیزات و نرم‌افزارهای هوشمند برای خودکارسازی فرآیندهای بازیافت استفاده می‌کنند و با تجزیه و تحلیل داده‌های موجود، مرتب‌سازی را با دقت و نرخ بسیار بالایی انجام می‌دهند. کل فرآیند دسته‌بندی در یک مرکز پردازش پسماند را می‌توان با استفاده از ترکیب هوش مصنوعی و تجهیزات رباتیک، خودکار کرد به این ترتیب که سیستم هوش مصنوعی از «بینایی کامپیوتری» برای شناسایی مواد استفاده می‌کند و تجهیزات مرتب‌سازی رباتیک به سرعت مواد قابل بازیافت را به بخش‌های جداگانه تفکیک می‌کنند. بازیافت‌ها پس از جمع‌آوری و دسته‌بندی، به شکل مکعب فشرده می‌شوند تا ذخیره و حمل‌و نقل را آسان‌تر و هزینه‌های را کاهش دهند.

با استفاده از این فناوری امکان دسته‌بندی پسماند به گروه‌های کوچک‌تر با ویژگی‌های مشابه تر قابل دسترسی می‌شود. مثلاً با استفاده از کلاس‌بندی پلاستیک در گروه‌های مشخص، پلاستیک قابل بازیافت را می‌توان بسته به نوع پلاستیکی که از آن ساخته شده و همچنین رنگ و شکل پلاستیک تقسیم کرد.

سنسورهای میزان پسماند

حسگرهای سطح پسماند، میزان زباله داخل هر سطل و دمای آن را در فواصل زمانی مشخص اندازه‌گیری می‌کنند و این داده‌ها را به واحد پردازش می‌فرستند تا نقشه‌های توپولوژی از محتویات سطل‌ها ارائه دهد و امکان برنامه‌ریزی منعطف برای جمع‌آوری و اقدامات بعدی را فراهم کند. استفاده از یک پلت فرم نظارت سطح پسماند، با کنترل هزینه نیروی کار، سوخت و نگهداری کامیون حمل، هزینه‌های جمع‌آوری پسماند تا ۵۰ درصد کاهش می‌یابد.

علاوه بر آن وقتی جمع‌آوری زباله دیرهنگام باشد، محیط اطراف سطل‌ها بستری برای رشد باکتری‌ها، حشرات و جوندگان به وجود می‌آورد که باعث ایجاد بیماری‌هایی می‌شود که از طریق هوا و آب منتقل می‌شوند. حسگرها با پرشدن بلافاصله اپراتور را باخبر می‌کنند تا از سرریز زباله جلوگیری کند.

مسیریابی هوشمند

داده‌های دریافت شده از سنسور سطل‌ها، مسیریابی هوشمند را نیز امکان پذیر می‌کند. با مرور دیجیتالی سطوح پر شدن سطل‌ها، کامیون‌های حمل پسماند از نرم‌افزار مدیریت هوشمند برای بهینه‌سازی مسیرهای جمع‌آوری خود استفاده می‌کنند و به جای رانندگی در مسیرهای جمع‌آوری ثابت، از مسیرهای پویا استفاده می‌کنند و به این ترتیب، به جای صرف ساعت‌های طولانی رانندگی در مسیرهای جمع‌آوری از پیش برنامه‌ریزی‌شده و برداشتن تک تک سطل‌ها‎، بدون توجه به اینکه آیا آن سطل‌ها نیاز به تخلیه دارند یا نه، فقط محفظه‌های زباله‌ای را برمی‌دارند که نیاز به سرویس دارند. علاوه بر این سنسورهای دیگری که بر هر سطل نصب شده است به راحتی ردیابی را امکان پذیر می‌کند تا سطل‌های آسیب‌دیده را پیگیری و از سطل‌ها در برابر سرقت نیز محافظت کند.

تا کنون شهرهای زیادی اقدامات خود را در این زمینه آغاز کرده‌اند که در ادامه با چهار شهر آشنا می‌شویم که نمونه‌های خوبی از نحوه استفاده از فناوری برای مقابله با بحران مدیریت پسماند هستند.

بارسلونا، اسپانیا

شهر بارسلونا با استفاده از سنسورهای اینترنت اشیا، سطح پر شدن سطل‌ها را در سراسر شهر نظارت می‌کند. این داده‌ها به یک سیستم مدیریت مرکزی منتقل می‌شوند که همراه با تجزیه و تحلیل داده‌ها، مسیرهای بهینه‌سازی شده را برای جمع‌آوری پسماند بر اساس تقاضا، به حداکثر رساندن کارایی در هر سفر و به حداقل رساندن جابجایی خودرو اعلام می‌کند. یک کامیون پسماند به‌طور متوسط با هر گالن سوخت دیزل حدود سه مایل طی مسافت می‌کند که تقریباً به اندازه ۲۰ خانه کربن منتشر می‌شود. این روش، مصرف سوخت و ردپای کربن مربوط به این فعالیت را کاهش می‌دهد و با اهداف زیست محیطی شهر همسو می‌شود.

مسئولین این شهر برای بهبود سیستم‌های دسته‌بندی و پردازش زباله، بازیافت، تصفیه پسماندهای آلی و به حداقل رساندن نیروی مورد نیاز برای مدیریت دفن پسماند و گازهای منتشرشده نیز به دنبال کشف فناوری‌های مدرن مانند فرآیندهای تبدیل پسماند به انرژی هستند.

سنگاپور

سنگاپور نیز با تجهیز سطل‌ها به حسگرهایی برای دریافت گزارش لحظه‌ای از وضعیت زباله‌های شهری برای افزایش کارایی مدیریت پسماند بهره می‌برد. علاوه بر این، تلاش‌هایی برای معرفی سطل‌های هوشمند خورشیدی مجهز به متراکم کننده پسماند انجام داده است که به افزایش ظرفیت هر سطل تا هشت برابر کمک می‌کند.

علاوه بر این، سنگاپور از استراتژی‌های فرهنگ سازی از طریق بازی‌های آنلاین استفاده کرده است و از پلتفرم‌های دیجیتالی برای تعامل با شهروندان و تشویق رفتار مسئولانه در رابطه با پسماند بهره می‌برد.

سیاتل، آمریکا

سیاتل همراه با فناوری پسماند هوشمند و مبتنی بر اینترنت اشیا، ناوگانی از کامیون‌هایی را که با انرژی تجدیدپذیر و گاز طبیعی کار می‌کنند، برای بازیافت، کمپوست و جمع‌آوری پسماند راه‌اندازی کرده است. این تلاش منجر به انتشار گازهای گلخانه‌ای و آلاینده‌های کمتر برای شهر، بهبود کیفیت هوا و کاهش ردپای کربن می‌شود. اما مزایای استفاده از خودروهای الکتریکی و هیبریدی یا خودروهای با سوخت جایگزین، به همین جا ختم نمی‌شود. ناوگان جدید معرفی شده توسط سیاتل همچنین به کاهش سر و صدا، به حداقل رساندن اختلالات در طول فعالیت‌های جمع‌آوری و ارتقای کیفیت زندگی برای شهروندان کمک می‌کند.

بخارست، رومانی

شهرداری بخارست طرح موفقی را برای نصب سطل‌های بازیافت هوشمند زیرزمینی در این شهر اجرا کرد. این سطل‌های هوشمند دارای فناوری‌های دیجیتالی از جمله حسگرهای تشخیص و تفکیک هستند که در زیر زمین قرار می‌گیرند. یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد این محفظه‌ها این است که فضای خاصی از خیابان را اشغال نمی‌کنند و بوی نامطبوعی نیز از آن‌ها منتشر نمی‌شود. علاوه بر این، سطل‌های بازیافت هوشمند دارای یک سیستم دسترسی الکترونیکی برای کاربران محلی هستند که به راحتی می‌توانند داده‌ها را از راه دور منتقل کنند. محفظه‌های زباله دارای سیستم هشدار برای شناسایی سرریز زباله هستند که به جمع‌آوری سریع آن‌ها کمک می‌کند. به دلیل موقعیت زیرزمینی آن‌ها، هر یک از سطل‌ها دارای یک بالابر هستند تا بتوان آن‌ها را به راحتی خالی کرد. نکته جالب اینجاست که تمام انرژی مورد نیازسطل‌ها از پنل‌های خورشیدی روی سطل‌ها تأمین می‌شود.