Precisão “muito alta”

By Frontiers22 de março de 2023

Os pesquisadores usaram técnicas de imagem altamente sensíveis e desenvolveram métodos de aprendizado de máquina que podem identificar plásticos compostáveis ​​entre os tipos convencionais.

A utilização de plásticos compostáveis ​​está a aumentar e, embora ofereçam vários benefícios, estes materiais, como invólucros e embalagens, podem misturar-se e contaminar os resíduos plásticos tradicionais durante a reciclagem. Para resolver este problema, os cientistas empregaram técnicas avançadas de imagem e criaram algoritmos de aprendizagem automática capazes de distinguir os plásticos compostáveis ​​dos convencionais.

Os plásticos descartáveis ​​estão por toda parte em nossas vidas, aparecendo em diversas formas, como recipientes para alimentos, xícaras de café e sacos plásticos. Embora certos plásticos sejam concebidos para serem biodegradáveis ​​sob condições controladas, ainda são problemáticos, pois muitas vezes se assemelham aos plásticos tradicionais. Quando estes plásticos compostáveis ​​são reciclados de forma inadequada, podem contaminar os fluxos de resíduos plásticos, levando a uma redução na eficiência da reciclagem. Além disso, os plásticos recicláveis ​​são muitas vezes confundidos com os compostáveis, resultando em composto poluído.

Researchers at University College London (UCL) have published a paper in Frontiers in Sustainability in which they used machine learningMachine learning is a subset of artificial intelligence (AI) that deals with the development of algorithms and statistical models that enable computers to learn from data and make predictions or decisions without being explicitly programmed to do so. Machine learning is used to identify patterns in data, classify data into different categories, or make predictions about future events. It can be categorized into three main types of learning: supervised, unsupervised and reinforcement learning." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">aprendizado de máquina para classificar automaticamente diferentes tipos de plásticos compostáveis ​​e biodegradáveis ​​e diferenciá-los dos plásticos convencionais.

“The accuracyHow close the measured value conforms to the correct value." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">a precisão é muito alta e permite que a técnica seja usada de forma viável em instalações de reciclagem industrial e compostagem no futuro”, disse o professor Mark Miodownik, autor correspondente do estudo.

Os pesquisadores trabalharam com diferentes tipos de plásticos medindo entre 50mm por 50mm e 5mm por 5mm. As amostras de plástico convencionais incluíam PP e PET, frequentemente utilizados em recipientes de alimentos e garrafas de bebidas, bem como LDPE, utilizado, entre outras coisas, em sacos e embalagens de plástico. As amostras de plástico compostável incluíam PLA e PBAT, usados ​​em tampas de copos, saquinhos de chá e embalagens de revistas; além de folha de palmeira e cana-de-açúcar, ambos materiais derivados de biomassa utilizados na produção de embalagens. As amostras foram divididas em um conjunto de treinamento, utilizado para construir modelos de classificação, e um conjunto de testes, utilizado para verificar a precisão.

Os resultados mostraram altas taxas de sucesso: o modelo alcançou precisão perfeita para todos os materiais quando as amostras mediam mais de 10 mm por 10 mm. Para materiais derivados da cana-de-açúcar ou à base de folhas de palmeira medindo 10 mm por 10 mm ou menos, entretanto, a taxa de classificação incorreta foi de 20% e 40%, respectivamente.

Observando peças medindo 5 mm por 5 mm, alguns materiais foram identificados de forma mais confiável do que outros: Para peças LDPE e PBAT a taxa de classificação incorreta foi de 20%; e ambos os materiais derivados de biomassa foram identificados erroneamente em taxas de 60% (cana-de-açúcar) e 80% (folha de palmeira). O modelo foi, no entanto, capaz de identificar peças de PLA, PP e PET sem erros, independentemente das medidas da amostra.

“Atualmente, a maioria dos plásticos compostáveis ​​são tratados como contaminantes na reciclagem de plásticos convencionais, reduzindo o seu valor. Trommel e classificação por densidade são aplicados para filtrar o composto e reduzir a presença de outros materiais. No entanto, o nível de contaminantes do atual processo de triagem é inaceitavelmente alto”, explicou Miodownik. “As vantagens das embalagens compostáveis ​​só são percebidas quando são compostadas industrialmente e não entram no meio ambiente nem poluem outros fluxos de resíduos ou o solo.”