SISTEMA DE OPTIMIZACIÓN DEL USO DE CONTENEDORES DE RESIDUOS.

Sistema de optimización del uso de contenedores de residuos.

Sistema de optimización del uso de contenedores (2) de residuos para recogida de los citados residuos,

que comprende: un equipo de medida (1) en el contenedor (2), que mide lo lleno que está el contenedor (2) y envía esta información vía radio a un vehículo de recogida (3) en su proximidad; un equipo de recolección de datos (4) en el vehículo de recogida (3); una pasarela de comunicación de datos (6) a un sistema central (5), instalada en cada planta de tratamiento de residuos, que se comunica vía radio con cada vehículo (3) que llega a la planta con residuos y le pide la información que dispone de contenedores (2) en su ruta para reenviarla hacia el sistema central (5); y un sistema central (5) que recolecta toda la información del estado de los contenedores (2). La invención también se refiere a un método para la optimización del proceso de recogida de residuos en los citados contenedores (2).

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200900758.

Solicitante: FERROVIAL S.A.
COGNOVAS
.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: MADRID.

Inventor/es: OZAMIZ FORTIS,PABLO, MARTIN POLO,CARLOS, VEA I BARBANY,JORDI.

Fecha de Solicitud: 20 de Marzo de 2009.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 28 de Diciembre de 2011.

Clasificación PCT:

  • G06Q90/00 FISICA.G06 CALCULO; CONTEO.G06Q METODOS O SISTEMAS DE PROCESAMIENTO DE DATOS ESPECIALMENTE ADAPTADOS PARA FINES ADMINISTRATIVOS, COMERCIALES, FINANCIEROS, DE GESTION, DE SUPERVISION O DE PRONOSTICO; METODOS O SISTEMAS ESPECIALMENTE ADAPTADOS PARA FINES ADMINISTRATIVOS, COMERCIALES, FINANCIEROS, DE GESTION, DE SUPERVISION O DE PRONOSTICO, NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR.Sistemas o métodos especialmente adaptados para fines administrativos, comerciales, financieros, de gestión, de supervisión o de pronóstico que no conllevan un procesado de datos significativo.
  • H04W4/04
SISTEMA DE OPTIMIZACIÓN DEL USO DE CONTENEDORES DE RESIDUOS.

Fragmento de la descripción:

Sistema de optimización del uso de contenedores de residuos.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema para la optimización del uso de contenedores de residuos, así como a un método para la optimización del proceso de recogida de residuos en los citados contenedores.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de optimización del uso de contenedores de residuos que permite planear las rutas de recogida de cada tipo de residuo teniendo en cuenta lo llenos que están los contenedores, evitando viajes hacia contenedores poco llenos y evitando su rebose al anticiparse en la recogida por poder predecir cuando estarían completamente llenos. El objeto de esta invención es mejorar el proceso de recogida optimizando la acumulación de residuo en los contenedores asegurando que las rutas de recogida los vacía cuando estén suficientemente llenos, pero sin llegar a rebosar. Esto aparte de tener ahorros directos en los costes de recogida debido a que minimiza los desplazamientos de los camiones de recogida, tiene beneficios sociales y medioambientales, pues evita rebosamientos además de reducir el tráfico rodado de los camiones por los núcleos urbanos y rurales y sus emisiones de gases a la atmósfera.

En la actualidad, tanto en zonas urbanas como rurales, los residuos suelen clasificarse en origen solicitando a los ciudadanos que los depositen selectivamente en los contenedores apropiados para cada tipo de residuo. De esta forma hoy en día se pueden diferenciar contenedores para residuos sólidos urbanos (RSU), residuos orgánicos, residuos del vidrio, residuos del cartón y residuos de envases, sin prejuicio de que en un futuro puedan aparecer más tipos con el objeto de ayudar, por clasificación en origen, a su reciclado posterior en las Plantas de tratamiento.

Pero al estar los residuos clasificados en contenedores distintos, su recogida mediante camiones es un proceso difícil de realizar de forma eficiente. Por un lado hay que recogerlos con camiones distintos para cada tipo de residuo, o por camiones compartimentados. Si los camiones son distintos, exige cuadriplicar las rutas, pues habrá que realizar rutas para cada residuo, si los camiones son compartimentados puede ocurrir que se nos llene un compartimiento de un residuo mientras que los otros compartimentos vayan vacíos, impidiendo que su transporte sea óptimo.

Todo esto lleva a la conclusión de que para poder realizar eficientemente la recogida de cada residuo es necesario disponer de forma centralizada de la información del nivel de llenado de cada uno de los contenedores dispersos por las ciudades y núcleos rurales de cada contrata de recogida.

La presente invención permite conocer el nivel de llenado de cada contenedor de residuos de forma centralizada utilizando procedimientos novedosos y efectivos en robustez y en coste. Esta información es fundamental para alimentar los algoritmos previsión ante el desbordamiento y de optimización de rutas que permitan una recogida óptima reduciendo el tráfico de camiones y contaminación en nuestras ciudades, por lo que la vemos aplicable y adoptable por las operaciones de recogida de residuos en la mejora del estado de la técnica anterior a esta invención.

En la actualidad la recogida de residuos se realiza mediante rutas fijas en las que los contenedores se vacían en los camiones de recogida para cada tipo de residuos. Los camiones son capaces de pesar el contenedor cuando lo están volcando al camión, por lo que a posteriori sí se puede conocer lo lleno que estaba cada contenedor. Todos estos datos se llevan a central donde los sistemas de Información de los operadores pueden ejecutar algoritmos de inferencia y proceso estadístico para conocer con que efectividad se está operando cada ruta. Esto permite mejorar el diseño de las rutas fijas en base a conocimiento histórico de cómo se está llevando la operación, pero como la componente estocástica es muy elevada al no disponer de los datos del nivel de llenado del contenedor en cada momento, los resultados que entregan estas heurísticas no son muy satisfactorios. Lo que estas experiencias sí refuerzan es la afirmación de que si se conociese el nivel de llenado con anterioridad, se podría mejorar mucho el proceso de recogida realizando rutas dinámicas en vez de fijas. En las zonas rurales, el resultado es más penoso pues suele ocurrir que se realicen muchos kilómetros para encontrarse con los contenedores prácticamente vacíos. En las zonas urbanas el ahorro en tiempo y la mejora en la circulación del tráfico también sería importante pues aunque el vehículo de recogida pasase forzosamente cerca de un contenedor poco lleno, al conocer que está poco lleno ni siquiera se pararía a recogerlo, ahorrando un tiempo acumulativo importante en la ruta y mejorando la fluidez del tráfico en la ciudad, lo que no llevaría a menos rutas, pero más eficientes y ahorros de coste importantes.

En la actualidad ya se conocen medios económicos en coste de medir el nivel de llenado de los contenedores utilizando sensores de ultrasonidos.

En la actualidad ya se conocen otros medios de medir el nivel de llenado en volumen o por peso mediante la aplicación de otros sensores como células fotoeléctricas, células de carga, sensores de infrarrojos, sensores de radar, visión artificial, etc que pueden ser muy fiables, pero no aconsejables en su uso para esta aplicación según su estado de la técnica actual por coste, falta de robustez o debilidad ante el vandalismo.

En la actualidad ya se conocen medios de transmitir la información de llenado que entrega cualquier sensor de los descritos anteriormente a un puesto central mediante telefonía celular analógica, GSM, GPRS, mensajes SMS, TDMA, CSMA, Radio trunking etc. También es conocido que se han realizado pruebas piloto en este sentido en algunas ciudades de los países del norte de Europa y Asia. Interpretamos que estos pilotos no han prosperado porque estas electrónicas de comunicación son costosas dándose la paradoja que puedan costar más que el propio contenedor incluso para volúmenes de fabricación importantes. Además son delicadas, consumen mucha energía eléctrica, serían propensas al vandalismo si se conociese de su existencia como parte de los contenedores y las comunicaciones tendrían un coste de explotación elevado debido a tener que realizarse a través de un operador de telefonía.

En la actualidad ya se conocen y están patentados sistemas de Registro de datos para la gestión de rutas de residuos: "PCT WO 02/10990 A1 Recording data for waste route management" o publicaciones científicas: "The effect of dynamic scheduling and routing in a solid waste management system, Department of Design Sciences, División of Packaging Logistics, Lund University, SE-221 00 Lund, Sweden" en las que se trata de inferir información de los comportamientos de los vecindarios en la generación de residuos mediante sistemas heurísticos que permitan proponer rutas dinámicas de recogida para tratar de solventar el problema que presenta el desconocimiento del nivel de llenado de residuo en cada contenedor de los miles de contenedores que existen en nuestras ciudades. Como ya hemos comentado, los resultados no son muy satisfactorios pues no se dispone de un dato de partida básico a un coste operativo razonable: el nivel de llenado del contenedor en cada momento.

La presente invención ofrece una solución a los problemas anteriormente mencionados.

Sumario de la invención

Así, según un primer aspecto, la presente invención desarrolla un Sistema de optimización del uso de contenedores basado en cómo obtener el nivel de llenado de cada uno de los contenedores con fiabilidad y a un coste operativo rentable para la operación. Se basa en utilizar la proximidad a los contenedores de otros activos de la Organización como pueden ser los vehículos de las rutas de recogida de residuos orgánicos/RSU, que al menos suelen ser diarias, personal de a pie que pase cerca, como por ejemplo personal de limpieza o incluso conjuntos de mobiliario urbano, de alumbrado, etc, que puedan disponer de equipos electrónicos en red. Por cualquiera de estos medios se puede recolectar la información del llenado de de los contenedores de cualquier tipo residuos, de forma automática, es decir, sin intervención de operarios, o manual, y enviarla a un puesto central.

En el caso de la recogida de residuos sólidos urbanos, el fundamento de esta invención es que independientemente de lo llenos que estén los contenedores de estos...

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de optimización del uso de contenedores (2) de residuos para recogida de los citados residuos, caracterizado porque comprende:

- un equipo de medida (1) en el contenedor (2), que mide lo lleno que está el contenedor (2) y envía esta información vía radio a un vehículo de recogida (3), a un operario o a un equipo de mobiliario urbano en su proximidad;

- un equipo de recolección de datos (4) en el vehículo de recogida (3) que, cuando está próximo a un contenedor (2), le solicita vía radio que le entregue la información de lo lleno que está y lo registra y/o envía a un sistema central (5);

- una pasarela de comunicación de datos (6) a un sistema central (5), instalada en cada planta de tratamiento de residuos, que se comunica vía radio con cada vehículo (3) que llega a la planta con residuos y le pide la información que dispone de contenedores (2) en su ruta para reenviarla hacia el sistema central (5); y

- un sistema central (5) que recolecta toda la información del estado de los contenedores (2), registrándola e implementándola mediante algoritmos de previsión del rebose de los contenedores (2) y de optimización de las rutas de recogida, proponiendo rutas óptimas y sirviendo datos y resultados a otras aplicaciones.

2. Sistema de optimización del uso de contenedores (2) de residuos según la reivindicación 1, caracterizado porque el equipo de medida (1) en el contenedor (2) comprende:

- un microprocesador (10);

- un transductor (12) de ultrasonidos integrado para transmisión y recepción de señales ultrasónicas;

- una salida digital (13) con etapa adaptadora de tensión utilizando amplificadores operacionales para generar tonos a la frecuencia de resonancia del sensor (14) de ultrasonidos utilizado, a su voltaje de funcionamiento;

- una entrada analógica (16) con etapa de adaptación de la señal ultrasónica de recepción que transforme el eco ultrasónico en una tensión analógica de entrada;

- un termistor (17) con adaptación de señal hacia una entrada analógica (16) al objeto que el equipo electrónico pueda medir la temperatura del ambiente y realizar cálculos de compensaciones de temperatura en la medida ultrasónica del llenado;

- una unidad de tiempo real que permite al microprocesador (10) medir lapsos de tiempo;

- un puerto de comunicaciones serie (21) con etapa de conversión a vía radio (23) que permita que el sensor (14) pueda comunicarse con otros dispositivos exteriores;

- un conjunto de baterías (19) para alimentar de energía eléctrica a los componentes electrónicos de la tarjeta;

- una unidad electrónica (20) de gestión de la energía que racionalice el uso de ésta y permita prolongar la duración de la batería (19).

3. Sistema de optimización del uso de contenedores (2) de residuos según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el equipo de recolección de datos (4) del vehículo (3) comprende:

- un microprocesador (30);

- un módem GPRS (32) para envío de datos al sistema central (5);

- un dispositivo GPS (35) para conocer en todo momento la posición del vehículo (3);

- un puerto de comunicaciones serie (33) con etapa de conversión a vía radio que permita que el equipo (4) pueda comunicarse con otros dispositivos exteriores;

- una unidad de adaptación de energía (42) para alimentarse de la batería del vehículo (3).

4. Sistema de optimización del uso de contenedores (2) de residuos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pasarela de comunicación de datos (6) al sistema central (5) comprende:

- un microprocesador (51);

- un puerto de comunicaciones serie (56) con etapa de conversión a vía radio (57) que permite que este sensor pueda comunicarse con otros dispositivos exteriores;

- un puerto de comunicaciones serie (52);

- una unidad de adaptación de energía (58) para alimentarse de la red eléctrica (59).

5. Método para la optimización del proceso de recogida de residuos de contenedores (2) empleando un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

a) medición del nivel de llenado de contenedores (2) por ultrasonidos, mediante la medida de la distancia (24) desde la parte alta del contenedor (2) hasta el nivel de llenado del residuo (15) en dicho contenedor (2), emitiéndose una onda ultrasónica y temporizándose ésta hasta que se escucha su eco;

b) recepción de comandos vía radio, a través de la comunicación con los vehículos (3) del sistema que se aproximan al contenedor (2);

c) gestión del consumo de energía de tal forma que la batería (19) dure lo máximo posible, implementándose para ello un reloj de tiempo y siguiéndose un horario programable por comando.

6. Método para la optimización del proceso de recogida de residuos de contenedores (2) según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

a) detección de geoceldas con presencia de contenedores (2), tal que el equipo de recolección de datos (4) comprende un GPS (35) que almacena las posiciones donde está cada uno de los contenedores (2) de la ruta;

b) recolección de datos del contenedor (2) cuando el vehículo (3) está dentro de una geocelda de contenedores 2;

c) envío de datos al sistema central (5) a cada recepción de datos de cada contenedor (2), mediante una trama GPRS;

d) volcado de datos hacia la pasarela de comunicaciones (6) en la planta de residuos.

7. Método para la optimización del proceso de recogida de residuos de contenedores (2) según cualquiera de las reivindicaciones 5-6, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

a) arranque del sistema e inicialización del sistema de microprocesador (51), cargándose los protocolos de comunicación y obteniéndose una comunicación con el sistema central (5);

b) detección de llegada de vehículo recolector de residuos (3), solicitándose el volcado de datos al sistema central (5), realizándose la transferencia de datos que, una vez terminada, deja al sistema preparado para la llegada de un nuevo vehículo (3).

8. Método para la optimización del proceso de recogida de residuos de contenedores (2) según cualquiera de las reivindicaciones 5-6, caracterizado porque permite recoger los residuos de los contenedores utilizando rutas dinámicas que pueden variarse periódicamente para recoger solamente los residuos de los contenedores que estén suficientemente llenos, y el sistema prediga que pueden llegar a rebosar.


 

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