Rifiuti elettronici: macchine che smontano macchine
L’approccio di Hiro Robotics al disassemblaggio dei rifiuti elettronici basato su robotica e AI
Un braccio robotico si avvicina a uno schermo piatto, individua le viti, qualsiasi esse siano, anche se è la prima volta che si trova davanti uno schermo simile. Sceglie e si equipaggia con la punta adatta per svitare. Il monitor scorre sul nastro trasportatore e passa al secondo braccio, che stacca la cornice frontale, aprendo l’accesso ai componenti interni. Il terzo braccio libera le schede elettroniche e tutto ciò che era dentro la scocca. Rimane solo da smistare i pezzi. In meno di un minuto, quello che era un televisore è diventato un insieme ordinato di parti recuperabili. Il sistema automatico che fonde robotica ed AI si chiama TEIA, ed è tra i prodotti con cui Hiro Robotics, startup genovese fondata nel 2018, sta reinventando il recupero dei rifiuti elettronici. Per comprendere a fondo l’impatto che questa soluzione può avere, approfondiamo cosa siano i rifiuti elettronici e in che modo ad oggi costituiscono un problema.
I rifiuti elettronici: una miniera di materie prime
Cavi aggrovigliati e vecchi smartphone che rimangono per anni nei cassetti; elettrodomestici datati di ogni tipo, dai frigoriferi alle lavatrici alle TV; ma anche server, processori, memorie, tutte le componenti informatiche dell’infrastruttura tecnologica da cui dipendono i servizi digitali ormai entrati in ogni aspetto della nostra vita: tutti questi oggetti, una volta gettati via, costituiscono il corpo voluminoso dei RAEE (Rifiuti di Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche; in inglese, e-waste).
Ogni dispositivo elettronico a fine vita è una miniera di materiali preziosi. Uno smartphone contiene plastiche, vetro e metalli: tra questi, oro, argento, platino, palladio, rame e cobalto, oltre a una serie di elementi che l’Unione Europea classifica come materie prime critiche – indispensabili per l’industria tecnologica e verde, ma approvvigionabili solo attraverso filiere estrattive geograficamente concentrate e geopoliticamente fragili.
In ogni prodotto c’è qualcosa che può essere riutilizzato per altro. I display a schermo piatto contengono indio, metallo raro utilizzato nei touchscreen; le batterie al litio racchiudono litio, cobalto e nichel, indispensabili per accumulatori dei pannelli solari e laptop; i condensatori incorporano tantalio, ideale anche per reattori chimici. Le terre rare – un gruppo di diciassette elementi fondamentali, ad esempio, per magneti, altoparlanti e motori – sono presenti in quantità significative in quasi ogni dispositivo di consumo.
Lo stato del recupero di RAEE
Il paradosso è che questa ricchezza viene in larga parte sprecata. I numeri del Global E-Waste Monitor delle Nazioni Unite – la fonte statistica più aggiornata sul fenomeno a livello planetario – fotografano una crisi in accelerazione: nel 2022 la generazione di rifiuti elettronici ha raggiunto i 62 milioni di tonnellate, un volume che supera dell’82% quello registrato nel 2010. La traiettoria futura non lascia spazio all’ottimismo: entro il 2030 si attende un ulteriore incremento del 32%, con il risultato che il totale dei RAEE prodotti sarà raddoppiato nell’arco di meno di vent’anni.
A fronte di queste cifre, la capacità di gestione appare del tutto inadeguata: soltanto il 22% dei rifiuti elettronici generati a livello globale risulta documentato come raccolto o riciclato in modo corretto. La quota restante prende strade quali discariche, l’abbandono nell’ambiente con il conseguente rilascio di sostanze tossiche nel suolo e nelle acque, oppure l’esportazione verso paesi in via di sviluppo. Quest’ultimo fenomeno persiste nonostante i vincoli imposti dalla Convenzione di Basilea sul commercio internazionale dei rifiuti pericolosi: le stime indicano che circa 3,3 milioni di tonnellate di RAEE vengono movimentate ogni anno al di fuori di qualsiasi controllo adeguato, seguendo una direttrice che va dalle nazioni ad alto reddito verso quelle più povere, dove le tutele ambientali e sanitarie restano spesso insufficienti.
Quando un dispositivo finisce direttamente in discarica o viene triturato senza un adeguato pretrattamento, i materiali preziosi che contiene diventano irrecuperabili, mentre le sostanze tossiche – mercurio, piombo, cadmio, cromo esavalente – si disperdono nell’ambiente. Recuperare questi materiali significherebbe alleggerire la pressione sulle filiere estrattive globali, ridurre le emissioni legate alla produzione di materie prime vergini e costruire una forma concreta di autonomia industriale.
I problemi del disassemblaggio e l’approccio di Hiro
Il recupero di materiale da rifiuti elettronici è un’attività che ancora oggi si svolge in larga parte a mano. Il motivo è strutturale: ogni dispositivo è diverso dall’altro per modello, dimensioni, stato di usura. Tomaso Manca, tra i quattro fondatori dell’azienda, prima compagni di studi, spiega che ciò richiede un’automazione diversa rispetto a quella del manifatturiero: «Samsung ha bisogno di un robot che posizioni le viti sempre negli stessi punti. Invece nel centro rifiuti arrivano oggetti molto diversi, o persino lo stesso prodotto può arrivare un po’ più rotto, con delle parti che si sono spostate. Quindi hai bisogno di qualcosa che possa adattarsi.» Un livello di flessibilità e adattabilità che l’automazione industriale classica non è in grado di offrire, e che fino a pochi anni fa era possibile solo grazie al lavoro manuale umano.
Tuttavia, come osserva Manca, «svitare componenti tutto il giorno è un lavoro fisicamente stancante e mentalmente alienante, che quindi può essere svolto solo sotto certi ritmi. Poi è potenzialmente pericoloso: molti dispositivi elettronici contengono sostanze tossiche che espongono gli operatori a rischi». Sarebbe quindi un caso in cui non si può che auspicare la sostituzione del lavoro umano attraverso l’automazione, lasciando i timori per la disoccupazione ad altri settori.
Hiro Robotics ha sviluppato la propria invenzione cambiando in itinere la destinazione dei robot che stavano sviluppando: «avevamo in mano questa tecnologia, e cercavamo di utilizzarla nel manifatturiero» racconta Manca. «Quasi per caso abbiamo incontrato l’use-case del de-manifatturiero, l’altro lato della catena, quindi il disassemblaggio dei RAEE. Abbiamo capito che lì la nostra tecnologia poteva essere utile ed era un mercato in cui le soluzioni tecnologiche avanzate non erano ancora diffuse.»
Come funzionano i robot di Hiro Robotics
Il sistema più maturo sviluppato dall’azienda è TEIA, dedicato allo smontaggio di monitor e televisori a schermo piatto. «La differenza con i macchinari classici, qui l’interazione con la componente non è alla cieca», spiega Manca. «C’è una visione continua finché il robot non interagisce con la vite». Una telecamera 3D ricostruisce una mappa generale del pezzo per avere «un’idea di massima del pezzo, dove è più probabile ci siano le viti» continua Manca. È poi una seconda telecamera, montata direttamente a bordo del robot, a fare il lavoro più fine: scansiona la superficie, individua le viti e – se il cacciavite giusto è già montato – scende e le rimuove. Se il cacciavite giusto non è montato, il robot completa prima tutte le viti per cui è già attrezzato, si sposta a cambiare il tool e torna indietro a finire il lavoro.
Una rete neurale AI entra in gioco su due livelli: riconosce la vite nell’immagine e la classifica, determinando i parametri necessari per scegliere il tool di svitatura corretto. Sul piano tecnologico, i sistemi di Hiro usano oggi un’intelligenza artificiale non generativa — reti di riconoscimento immagini sviluppate prima dell’avvento dei modelli linguistici (LLM) come ChatGPT. Ma in futuro ciò potrebbe cambiare. «Stiamo cominciando a integrare nei nostri processi di sviluppo anche l’AI generativa» dice Manca, «perché non si può essere competitivi senza farlo. Non escludiamo di implementarla anche a livello decisionale: in questo caso il robot, davanti a task complessi, valuterebbe se fare una cosa oppure un’altra in base a quello che ha visto».
Il futuro dell’economia circolare
Il risultato, oltre alla velocità, è un impatto ambientale significativamente inferiore rispetto ai metodi tradizionali. «Su TV e monitor, circa la metà del carbon footprint rispetto a un processo con triturazione, cioè l’unica alternativa oltre allo smontaggio effettuato del tutto da operatori umani» afferma Manca, sulla base di uno studio che hanno condotto in collaborazione con l’università di Ancona. Anche il confronto sui consumi energetici è eloquente: un trituratore assorbe circa 200 kW/h, il sistema robotico di Hiro ne consuma 20, anche grazie a una struttura meccanica relativamente semplice. A ciò si aggiunge il fatto che i ricambi sono molto a lungo termine e la manutenzione contenuta.
Hiro Robotics ha già dimostrato la praticabilità industriale del proprio approccio attraverso collaborazioni con A2A e Iren, due dei principali gruppi italiani nel settore ambientale ed energetico. I sistemi dell’azienda genovese sono attivi nell’impianto di Volpiano, nell’ambito del Gruppo Iren, e presso il centro LABORAEE di A2A a Bollate dove, nel 2024, è stata inaugurata una nuova linea robotica all’interno della Seconda Casa di Reclusione, combinando recupero dei materiali e reinserimento lavorativo. Sono esempi a cui guardare nel caso in cui ci si senta sopraffatti da una sfiducia di memoria luddista verso la rivoluzione tecnologica che stiamo attraversando. Esempi come questi ci ricordano che è l’impianto valoriale sulla base del quale costruiamo le nostre tecnologie a determinare se siano deleterie, o ci accompagnino verso mete desiderabili: in questo caso, un’economia circolare sempre più completa.
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