Environmental and cost analysis of an innovative automatic system for sorting municipal solid waste : a case study at Milano Malpensa airport

With the recent advancement in artificial intelligence methods, there are new opportunities to make a difference by adopting smart technologies to segregate the recyclable materials at the beginning of the waste value chain by increasing their quantity. The WiSort bin, an automatic prototype capable of sorting the waste into four different factions (paper, plastic, glass/aluminium and residual waste) has been installed in a public area of the airport of Milano Malpensa and the economic and environmental cost and benefits of such system, in a context where separate collection is more challenging for people, have been studied. Three scenarios have been identified and evaluated based on a field waste composition analysis of the content of the airport’s bins (experiment 1): scenario 0, where it is assumed that all waste from public areas, despite being separately collected in different bins, is then sent to incineration with energy recovery; scenario 0 “with recycling”, where it is assumed that the sorted waste streams are actually sent for recovery, according to the actual level of impurities in the bags; and scenario 1, where it is assumed that the different fractions, automatically sorted by WiSort bin with a 90% classification accuracy by weight, are sent for recycling. The cost analysis results show economic savings (55.8 €/ton) with respect to the actual situation only for scenario 1, while the environmental analysis performed through the LCA methodology shows that scenario 0 is mostly burdensome, while scenario 0 with recycling and scenario 1 are characterized by environmental benefits, especially enhanced when WiSort bin is used, for most of the impact categories. Furthermore, initial feedbacks from passengers using the bin have been collected on the field and some experiments have been designed for future further research. Some improvements have to be made in order to make the WiSort prototype more recognisable as a waste bin but, despite that, it was able to catch the curiosity and interest of the people who used it.

Con gli ultimi progressi nel campo dell’intelligenza artificiale, ci sono nuove opportunità di fare la differenza tramite l’adozione di tecnologie innovative per separare i rifiuti riciclabili all’inizio della catena del valore del rifiuto permettendo di aumentare la qualità della raccolta differenziata. Il cestino WiSort, un prototipo automatico in grado di separare il rifiuto in quattro diverse frazioni (carta, plastica, vetro/alluminio e indifferenziato) è stato installato in un’area pubblica dell’aeroporto di Milano Malpensa ed un’analisi economica ed ambientale dei costi e dei benefici di un sistema di questo tipo sono stati studiati in un contesto dove la raccolta differenziata è più impegnativa per le persone. Tre scenari sono stati identificati e valutati sulla base di un’analisi, svolta sul campo, della composizione del rifiuto dei cestini dell’aeroporto: lo scenario 0, dove è stato assunto che tutti i rifiuti generati nelle aree pubbliche, nonostante vengano raccolti in maniera differenziata, sono mandati ad incenerimento con recupero di energia; lo scenario 0 “con riciclo”, dove è stato assunto che le varie frazioni della raccolta differenziata sono mandate a recupero secondo il livello attuale di purezza del materiale nei vari cestini; e lo scenario 1, dove è stato assunto che le varie frazioni della raccolta differenziata, separate in modo automatico dal cestino WiSort con un’accuratezza di classificazione del 90% in peso, sono mandate a riciclo. I risultati dell’analisi dei costi mostrano risparmi economici (55.8 €/ton) rispetto alla situazione attuale solo nello scenario 1 mentre l’analisi ambientale, effettuata tramite la metodologia LCA, mostra che lo scenario 0 è caratterizzato principalmente da impatti sull’ambiente mentre lo scenario 0 con riciclo e lo scenario 1 sono caratterizzati da benefici ambientali, molto più marcati quando il cestino WiSort con il livello di accuratezza assunto viene utilizzato, per la maggior parte delle categorie d’impatto. Inoltre, sono stati raccolti sul campo i primi feedback da parte dei passeggeri che hanno utilizzato il cestino ed alcuni esperimenti di usabilità sono stati progettati per futuri approfondimenti. Alcuni miglioramenti devono essere fatti per rendere il prototipo WiSort più riconoscibile come cestino di rifiuti ma nonostante ciò esso ha destato la curiosità e l’interesse delle persone che lo hanno utilizzato.