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Smart Waste Management Project: recogida inteligente de residuos en la ciudad de Córdoba

Smart Waste Management Project: recogida inteligente de residuos en la ciudad de Córdoba
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Publicado en:

206. Cuarto Trimestre (2023)
NÚMERO 206


ARCHIVADO EN:

Medio Ambiente

22/03/2024

TEMAS

Medio ambiente

Residuos

El Ayuntamiento de Córdoba (319.515 habitantes), a través de la Empresa Municipal de Saneamiento de Córdoba (Sadeco), en el marco del desarrollo inteligente de los servicios prestados a los ciudadanos, ha apostado por incorporar la transformación digital en la toma de decisiones para asegurar optimizar la sostenibilidad de los servicios. 

Nace así el proyecto SMART WASTE, con el objetico de implantar la gestión inteligente de la recogida de residuos, mediante el cual se despliega una red de sensorización para monitorizar y gestionar de forma óptima los recursos que conforman la infraestructura para la recogida de vidrio en la ciudad de Córdoba, convirtiendo los tradicionales contenedores destinados al depósito de vidrio en elementos activos que transmiten información en tiempo real y accesible útil tanto por el ciudadano como por Sadeco, la empresa encargada del servicio. 

En concreto, los objetivos de esta iniciativa son los siguientes:

  • Georreferenciar la infraestructura de recogida de vidrio puesta en servicio a los ciudadanos, generando una base de datos espaciales que se integre en la plataforma municipal de acceso público para ciudadanos y empresas.
  • Implantar una red de sensorización de contenedores que será gestionada a través de una plataforma inteligente de monitorización y gestión con una triple funcionalidad:
  1. posibilitar la visualización de la disponibilidad de depósito de vidrio tanto para ciudadanos como para hosteleros en tiempo real, mediante una aplicación móvil intuitiva y accesible para todos los ciudadanos.
  2. optimización desde la empresa municipal SADECO de la gestión de los servicios de recogida mediante la definición de rutas diarias optimas adecuadas a las necesidades reales de producción de residuos en tiempo real, de manera que se ofrezca un servicio de recogida sostenible a nivel económico y técnico con unos niveles de contaminación mínimos y ahorro energético óptimos.
  3. detectar el vandalismo sobre los contenedores reduciendo los costes derivados de éste.

En la figura 1, se muestra una infografía con el funcionamiento del sistema SMART WASTE, implementado en la ciudad de Córdoba:

 

Figura 1. Infografía del funcionamiento del sistema SMARTWASTE. Fuente: Sadeco, 2023
 
 

Para el desarrollo del sistema, se han llevado a cabo las siguientes acciones:

  1. Prueba piloto de funcionamiento y sensorización para validación de equipamiento.
  2. Instalación y puesta en funcionamiento de 1.000 sensores volumétricos en los contenedores de carga lateral de vidrio del municipio de Córdoba.
  3. Desarrollo de una plataforma de Gestión de Residuos y Medio Ambiente.
  4. Desarrollo de una plataforma de Participación Ciudadana.
  5. Campaña de difusión y comunicación del proyecto a la ciudadanía.
  6. Formación y capacitación del personal directo y mandos intermedios.
  7. Puesta en marcha de la plataforma de gestión: optimización de rutas y servicio.

En primer lugar, se definió la situación de partida y el entorno tecnológico en el que se iba a implementar el proyecto:

A. Infraestructura de comunicaciones: selección de tecnología optima que asegure la comunicación de los sensores y la trasmisión de datos necesaria para la toma de decisiones.

B. Arquitectura tecnológica: se desarrollaron dos entornos: 

1. Modelización, test y preproducción 

2. Producción 

C. Equipamiento contendores.

A partir de estas premisas, a continuación, se describen cada una de las etapas y actuaciones del proyecto:

 

Tabla 1. Cronograma del proyecto. Fuente: Sadeco, 2023
 
 

Sensores volumétricos

Cada contenedor dispone de un sensor volumétrico con identificación única, exclusiva e inequívoca, que se relaciona con el TAG/RFID que ya estaba incorporado en los propios contenedores. En total se han instalado 1.000 sensores volumétricos en los contenedores de carga lateral de vidrio (900 en contenedores ya presentes en la vía pública reservándose 100 unidades para la posterior instalación en contenedores de nueva adquisición y reposiciones).

En la tabla 2, se detallan las especificaciones y características principales de los sensores instalados.

 

Tabla 2. Ficha técnica de los sensores. Fuente: Sadeco, 2023
 
 

Cada sensor envía de forma independiente sus datos al servidor, mediante una conexión de datos estable (tarjeta sim). Para ello, el sensor está especialmente diseñado para evitar que su señal se vea afectada por su posición en el recipiente, el material del cual ésta fabricado el mismo contenedor (plástico, metal), u otro obstáculo que pudiese generar apantallamiento como condiciones climatológicas extremas o las derivadas del uso previsto.

 

Figura 2. Fotos de los sensores. Fuente: Sadeco, 2023
 
 

Los envíos de información se realizan de forma autónoma por parte del sensor mediante baterías, en el presente proyecto se ha configurado una toma de datos de nivel de llenado a la hora y tres envíos diarios programados coincidiendo con los horarios de inicio de los servicios de recogida, lo cual permite cumplir con el requisito de una duración de al menos 6 años. Adicionalmente, cada sensor realiza los envíos generados por las alarmas de vandalismo parametrizadas.

En cada envío programado realizado por el sensor se incluye:

  • La medida de los datos almacenados de las lecturas planificadas, con la identificación del sensor, nivel llenado, vaciado, fecha y hora de medición y envío, temperatura, nivel de batería y cobertura, diagnosis.
  • La trama de datos del estado de su batería, con el fin de monitorizarse y actuar de forma proactiva para el cambio de su sistema de alimentación si fuese necesario.
  • El sensor está programado para enviar alertas en tiempo real y sin necesidad de requerimiento desde el servidor, en los siguientes escenarios:
  • Acto vandálico (incendio)
  • Volumen de batería bajo
  • Contenedor lleno

Además, el sistema permite otras alertas en función de los siguientes parámetros que se describen en el siguiente punto (2. Desarrollo de la plataforma de Gestión de Residuos y Medio Ambiente).

Las alertas son enviadas por el sensor a través de texto tanto a teléfono móvil como mediante correo electrónico, quedando registradas en la plataforma. El sistema permite, además, enviar esta información a la pantalla del Smartphone / Tablet del vehículo que realiza el servicio.

La configuración de los sensores se realiza de forma remota (alertas, asociación a contenedor, configuración de medición y envío, entre otras) a través de la plataforma de Gestión de Residuos y Medio Ambiente, aunque el dispositivo también permite realizar algunas acciones in situ, como su reinicio, de manera que se pueden realizar mediciones en el momento para facilitar las tareas operativas de mantenimiento.

 

Desarrollo de la plataforma de Gestión de Residuos y Medio Ambiente

El sistema utilizado está constituido por EcoSAT, una plataforma vertical desarrollada por la empresa adjudicataria del proyecto, MOVISAT, que permite la planificación, gestión y control de servicios medioambientales, mediante la adición de módulos según las necesidades del proyecto.

Por otro lado, esta plataforma se ha integrado con las aplicaciones ya utilizadas por el SADECO y su acceso se puede hacer a través de pc, smartphone y tablet con sistemas operativos Windows o Android.

A continuación, se describen algunas de las características principales de la plataforma.

 

Figura 3. Interfaz de la gestión de contenedores. Fuente: Sadeco, 2023
 
 

Gestión de usuarios

La plataforma permite asignar diferentes roles a los usuarios en función de las actividades previstas, de manera que la información generada en el sistema es abierta, visible y consultable, según la configuración de permisos a nivel de usuario.

Todos los perfiles generados (ciudadanos, técnicos…) son administrados desde el mismo sistema, de manera que un administrador puede modificar los roles de cada usuario si es necesario.

 

Gestión de contenedores y rutas

Este módulo incluye la información generada por la sensorización volumétrica del nivel de llenado de los contenedores para la realización de consultas puntuales y programadas, de la situación y estado de los contenedores sensorizados en ambos casos en tiempo real. Este módulo además permite la gestión de los contenedores y sensores mediante:

  • Identificación a nivel de contenedor (ubicación, tipología, situación, volumen).

Todos los contenedores disponen de una ficha detallada con todos los periféricos que contengan: TAG RFID, cerraduras, volumétricos, etc., y las gestiones que se hayan llevado a cabo: última recogida, último lavado, matrícula RFID asignada, volumétrico asignado, última lectura llenado, histórico de incidencias y ubicaciones por las que ha pasado ese contenedor, fecha/hora de cada cambio, etc.

  • Módulo de subida masiva o individual con la información de identificación de los contenedores.
  • Mecanismos para la configuración masiva de dispositivos, tanto de modo de funcionamiento como de umbrales y habilitación de alertas.
  • Localización visual de contenedores en el mapa: permite visualizar todos los contenedores geolocalizados monitorizados, así como el nivel de llenado y alertas de cada contenedor.

 

Figura 4. Interfaz con el nivel de llenado de cada contendor. Fuente: Sadeco, 2023
 
 

Análisis de datos y planificación

La plataforma permite la planificación y el control del servicio a través de la definición de objetivos a cumplir en cada servicio y actividad o controles sobre el desarrollo del servicio (jornada de trabajo, distancia a recorrer, elementos a limpiar, a recoger, etc.).

En el caso concreto de la planificación de las rutas de recogida, la plataforma presenta un interfaz web donde se puede ver la siguiente información:

  • Los contenedores geolocalizados monitorizados.
  • Nivel de llenado de cada contenedor, por grupo de contenedores, rutas, barrios, distritos, intervalos de fechas.
  • Informes personalizados analíticos para una correcta toma de decisiones.

 

Figura 5. Ejemplo de interfaz para la optimización de rutas dinámicas. Fuente: Sadeco, 2023
 

 

Para la creación de rutas, se requiere:

  1. Seleccionar los contenedores que la componen y los condicionantes de cara a determinar el alcance del servicio de recogida (nivel de llenado, capacidad de vehículos, distancia al punto de vaciado…).
  2. Especificar el calendario de recogida y los recursos que intervienen. (vehículos y personal disponibles)

Para la definición de las rutas, el proyecto se ayudó de una herramienta que permite simular el planteamiento de recogida de residuos en un ámbito geográfico determinado mediante el estudio de datos sociodemográficos, datos históricos y la aplicación de algoritmos de inteligencia artificial.

Además, la herramienta puede realizar una optimización de rutas dinámicas en base al nivel de llenado de los contenedores y los recursos disponibles (número máximo de camiones, conductores, capacidad camión, etc.), que además tienen en cuenta parámetros de tiempo, distancia, costes y emisiones de CO2.

 

Figura 6. Ejemplo de interfaz de la gestión de rutas instalado en los camiones de recogida. Fuente: Sadeco, 2023
 

 

Una vez generada las rutas optimas que cumplen los parámetros de diseño, de manera automática y programada se envía al dispositivo del equipo de recogida asignado al servicio.

Una vez recibidas las rutas por los conductores, estos podrán visualizar la información necesaria para la realización de la recogida a través de un smartphone o Tablet instalado en los camiones de recogida:

  • Listado de contenedores identificados por calles y número.
  • Mapa en visor cartográfico, pudiendo elegir la presentación de solo los contenedores recoger o de los contenedores y la ruta óptima de recogida que optimice el servicio según recursos y distancia a la planta de descarga.

 

Gestión de alertas

A través de la plataforma, se pueden establecer las alertas en función de los siguientes parámetros:

  • Llenado y vaciado del contenedor
  • Temperatura en tiempo real
  • Movimiento, por cambio de punto de ubicación
  • Nivel bajo de batería
  • Fallos de comunicación
  • No envíos
  • Otros

El sistema también es el encargado de enviar mediante correos electrónicos, mensajería SMS los avisos a los usuarios previamente establecidos.

 

Figura 7. Imagen de los adhesivos sobre el sensor. Fuente: Sadeco, 2023
 
 

Plataforma de Participación Ciudadana

Esta plataforma se presenta como un canal de comunicación multidireccional para la gestión del mantenimiento de los espacios públicos de forma transversal, integrando a técnicos municipales, gestores políticos, empresas concesionarias y ciudadanos.

La visualización de la plataforma puede hacerse a través de un entorno web o móvil (para los sistemas Android o iOS) accesible para todos los ciudadanos (incluyendo a los ciudadanos pertenecientes a colectivos con dificultades como personas de avanzada edad, discapacitados, etc.). El acceso a la plataforma puede hacerse a través de la lectura directa de la pegatina con el código QR identificativo del contendor o bien, a través de la web del Ayuntamiento y/o Sadeco.

En concreto, el usuario podrá realizar las siguientes acciones:

  • Visualizar sobre cartografía digital y ortofotos el estado de los contenedores en tiempo real, indicado mediante el siguiente código de colores: verde (vacío), naranja (mitad) y rojo (lleno), así como la hora de lectura de la capacidad mostrada.
  • Visualizar otra información de interés como los contenedores fuera de servicio.
  • A partir de la posición del ciudadano desde el dispositivo del usuario que realiza la consulta, la aplicación permite identificar la situación de los contenedores cercanos en un radio de 200 m aproximadamente, pudiendo actualizarse la información al desplazarse el usuario dentro del mapa para buscar puntos de contenedores alternativos.
  • Introducir quejas y sugerencias, comunicar incidencias referentes a mobiliario urbano o solicitar información específica y personalizada sobre los servicios ofrecidos.

Además, la plataforma incluye una visualización de incidencias en tiempo real, de acceso exclusivo para los técnicos municipales y responsables del servicio, con el objetivo de realizar análisis geográficos de las incidencias detectadas en su zona de actuación y tomar las medidas previsoras y correctoras correspondientes.

 

Figura 8. Imagen de los adhesivos en los contenedores. Fuente: Sadeco, 2023
 
 

Campaña de difusión y comunicación del proyecto a la ciudadanía

Para dar a conocer el proyecto se lanzaron varias acciones de comunicación:

  • Adhesivos para los contenedores y sensores que identifiquen el proyecto, las entidades responsables (es decir, el Ayuntamiento de Córdoba y Sadeco) y la financiación (Fondo FEDER).

En este sentido, los adhesivos para los sensores tienen un tamaño de 280x300 mm y se colocan en la cara visible de los dispositivos, junto al código QR que identifica los dispositivos.

Los adhesivos para los contenedores tienen un tamaño suficiente para la identificación por parte de los ciudadanos, (21x10 cm) e incluyen un código QR mediante el cual el ciudadano puede acceder a la plataforma ciudadana mediante escaneo con un smartphone.

  • Rueda de prensa: el 22 de diciembre de 2022, se llevó a cabo una rueda de prensa en el Ayuntamiento de Córdoba para presentar el proyecto, en la que participaron el Ayuntamiento de Córdoba y Sadeco.
  • Cártel en vinilo (1x2 m aproximadamente) de presentación del proyecto con el nombre del proyecto, las entidades responsables (Ayuntamiento de Córdoba y Sadeco) y colaboradoras (incluyendo la financiación de los FEDER), para su uso como panel trasero en la rueda de prensa.
  • Notas de prensa para los medios de comunicación como complemento a la rueda de prensa.
  • Dossier informativo del proyecto que contiene la siguiente información sobre el proyecto: descripción, objetivos, calendario, equipo que ha intervenido, imágenes y resultados obtenidos.
  • Video promocional del proyecto. Se han realizado varios videos descriptivos del proyecto, disponibles en la web del Ayuntamiento (Edusi) y SADECO en la que con imágenes reales se presentan las distintas plataformas generadas, junto con la motivación del proyecto, el objetivo perseguido y los resultados obtenidos.

 

Figura 9. Imagen de la rueda de prensa con el cartel que identifica el proyecto. Fuente: Sadeco, 2023
 

 

Resultados

EL proyecto fue puesto en marcha en enero del 2024, momento a partir del cual se han ido generando rutas optimas bajo diferentes parámetros de diseño al objeto de identificar el algoritmo que mejor optimice las rutas generadas de manera automática.

En este sentido las principales variables a tener en cuenta a la hora de definir por parte del gestor los parámetros o algoritmo de diseño de las rutas optimas son:

  • Determinar el alcance territorial de las zonas sobre las que se generaran las rutas optimas: La aplicación permite decidir como paso previo al diseño de la ruta diferentes alcances territoriales: toda la ciudad, barrios, calles y incluso sobre una selección de contenedores. De este modo el gestor puede atender las necesidades de la ciudadanía de manera ágil y eficiente, generando por ejemplo la ruta optima que vacíe todos los contenedores que superan un porcentaje de llenado para garantizar la disponibilidad de depósito en toda la ciudad en un solo turno de trabajo (aplicable por ejemplo en una jornada previa a un descanso nacional) o bien aprovechar la disponibilidad de recursos extraordinarios para realizar una recogida no programada de contenedores de un barrio que en tiempo real presenten un volumen de llenado superior al 90 %, anticipándose así a situaciones como cortes de tráfico programado evitando el desbordamiento de contenedores.
  • Conocer la disponibilidad real de recursos: la complejidad de la prestación del servicio de recogida en una ciudad lleva implícita la necesidad en ocasiones de adaptar los servicios que “salen a la calle” a la disponibilidad de recursos derivada en ocasiones de imprevistos como averías de vehículos o absentismo a. En esta situación, el mando intermedio puede parametrizar en el momento de inicio de la jornada ¡el servicio a prestar para garantizar el vaciado de los contenedores que lo requieran para garantizar la disponibilidad de depósito de vidrio en toda la ciudad con los recursos realmente disponible.

Cabe destacar como fundamental mejora derivada de la implantación del Proyecto SMART WASTE la posibilidad de identificación de los contenedores que, en las rutas tradicionales que se venían realizando antes de la implantación de la plataforma de gestión, se venían recogiendo con una carga mínima (en muchos casos inferior al 10 %, lo que comúnmente se llama “recoger aire” en el sector). La lectura del nivel de llenado de los contenedores implantada ha permitido reorganizar la posición de los contenedores de vidrio para reposicionar contenedores que se recogían vacíos apoyando las calles con un mayor volumen de producción de vidrio, logrando una mejor distribución de los contenedores sin incrementar la inversión en equipamiento y en ejecución de los servicios.

Esta reorganización de contenedores ha posibilitado conseguir el objetivo inicial de gestionar el servicio de recogida de vidrio bajo la garantía del uso más eficiente de los recursos y por tanto una reducción  de costes de servicio que repercute directamente en la ciudadanía y una disminución de la  contaminación generada por el servicio de recogida de vidrio en la ciudad.

Otros aspectos relevantes que se han obtenido con la implantación del proyecto SMART WASTE han sido:

  • Facilitar Información en tiempo real de servicios públicos garantizando la transparencia con los ciudadanos.
  • Transformación digital de los servicios municipales.
  • Gestión eficiente y sostenible del servicio, reduciendo el ruido y la contaminación.
  • Cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible 11 (Ciudades y comunidades sostenibles) y 12 (Consumo y producción sostenible).

 

Figura 10. Cronograma de las acciones incluidas en la campaña de comunicación. Fuente: Sadeco, 2023
 
 

El presupuesto total de las actuaciones ha sido de 208.274,10 € (172.210,00 € sin IVA) y se ha cofinanciado a través de FEDER en el marco de la estrategia de desarrollo urbano sostenible e integrado de Córdoba (EDUSI-CÓRDOBA) mediante el programa operativo FEDER CRECIMIENTO SOSTENIBLE 2014 – 2020 (POCS) integrado a su vez en el programa operativo FEDER PLURIRREGIONAL ESPAÑA (POPE).

El proyecto se encuadra dentro del eje prioritario 12 «Eje Urbano» objetivo temático dos (OT2), que persigue mejorar el uso y la calidad de las tecnologías de la información y comunicaciones y el acceso a las mismas, siendo el objetivo temático de la actuación el OE 2.3.3.020c3, promover las TIC en estrategias de desarrollo urbano Integrado a través de Actuaciones en Administración Electrónica Local y Smart Cities, la línea de actuación dos (L2) Córdoba Ciudad Inteligente: Programa Smart City Córdoba promovida por el Ayuntamiento de Córdoba.


ENLACES DE INTERÉS

• Página web del proyecto SMARTWASTE: https://vidrio.sadeco.es/#/

• Ficha del proyecto SMARTWASTE: https://www.sadeco.es/wp-contentuploads/2023/01/230127-Ficha-proyecto-Cordoba.pdf

https://edusi.cordoba.es/lineas-de-accion 


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